Structure moléculaire des TPU
Feuilles et films de polyuréthanne thermoplastique (TPU)

Alors que le polyuréthanne thermoplastique est reconnu depuis longtemps pour ses hautes performances, c’est seulement aujourd’hui que l’on commence à entrevoir toutes ses possibilités.

Les produits d’aujourd’hui exigent des matériaux ayant des caractéristiques spécifiques et qui satisfont à des critères de performances toujours plus sévères ; c’est pourquoi de plus en plus de concepteurs s’orientent vers des thermoplastiques de pointe, tels que le polyuréthanne thermoplastique (TPU). Le TPU est l’un des matériaux thermoplastiques les plus polyvalents ; il conjugue toute une série de propriétés et peut ainsi être employé pour les applications les plus exigeantes.

Les polyuréthannes thermoplastiques (TPU) furent découverts à la fin des années trente, dans le cadre de la recherche allemande en perspective de la Seconde Guerre mondiale. Depuis leur arrivée sur le marché à la fin des années cinquante, les TPU en films et en tubes sont connus comme des produits industriels polyvalents. Ils offrent robustesse et fiabilité dans des conditions extrêmes, là où les autres matériaux ne sont pas satisfaisants. Par exemple, les TPU conservent leur souplesse, même aux basses températures qui rendent le polychlorure de vinyle (PVC) friable.

Au niveau moléculaire, les TPU sont constitués de chaînes hydrocarbonées contenant aussi de l’oxygène et de l’azote. Ils se caractérisent par le motif chimique uréthanne (NHCO₂) (figure 1). Ce sont des copolymères blocs caractérisés par une alternance de phases dures et souples. La proportion et la structure moléculaire de ces segments déterminent les caractéristiques spécifiques de la résine.

Les composés de TPU réunissent un ensemble de propriétés originales et présentent de nombreuses et diverses combinaisons de propriétés, obtenues avec un minimum d’additifs. Ces propriétés étant propres à leur structure chimique, les TPU n’ont pas les problèmes de fragilité ou de migration pouvant affecter les films vinyliques, par exemple.

Les TPU se prêtent à d’innombrables projets et gardent leur fiabilité tout au long de leur vie, y compris dans des conditions difficiles.

Les polyuréthannes thermoplastiques sont disponibles en films ou feuillets extrudés, dans des épaisseurs allant de 0,025 mm à 6 mm et dans des largeurs de 125 à 3 000 mm, ainsi qu’en tubes, cordons et profilés extrudés.

En l’absence de statistiques fiables sur le marché des films et feuilles de TPU (aromatiques et aliphatiques), on évalue grossièrement la production mondiale à 14 000 tonnes, dont les deux tiers sont fabriqués par les États-Unis. L’Europe produit quelque 3 000 tonnes, l’Allemagne étant le premier pays producteur avant la Grande-Bretagne, la France et l’Italie. Le reste de la production est assuré par l’Asie, principalement par Taïwan, le Japon et la Corée.

On estime que le marché mondial des films et feuilles de TPU connaîtra une croissance de l’ordre de 5 à 8 % jusqu’en 2003. Les segments de marché les plus importants pour les films et feuilles de TPU sont les feuilletages textiles pour d’innombrables produits finis, ainsi qu’une grande variété d’applications dans le domaine automobile, médical et celui des vitrages de sécurité.