Termoplastyczna poliuretan (TPU) jest rodzajem poliuretanu, który może być uplastyczny przez ciepło i rozpuszczony przez rozpuszczalniki. W porównaniu z młynem poliuretanu i odlewanym poliuretanem, TPU ma niewiele lub nie ma chemicznego sieciowania w strukturze chemicznej, a jego łańcuchy molekularne są zasadniczo liniowe. Zawiera jednak pewną liczbę fizycznych sieciowych.
Pojęcie fizycznego sieciowania zostało po raz pierwszy zaproponowane przez Schollenberger CS w 1958 r. Odnosi się do odwracalnych „punktów połączenia”, które istnieją między liniowymi łańcuchami molekularnymi poliuretanowymi po wystawieniu na ciepło lub rozpuszczalniki. Te punkty nie są chemicznymi sieciami, ale zachowują się jak one. Dzięki tym fizycznym sieciom poliuretan tworzy morfologię wielofazową. Wiązania wodorowe w obrębie poliuretanu wzmacniają tę strukturę i zwiększają jego odporność na wilgotność.
Jakie są klasyfikacje poliuretanu TPU?
Ponieważ wiemy teraz, czym jest termoplastyczna poliuretan, spójrzmy na jego klasyfikacje. W zależności od różnych kryteriów TPU można podzielić na różne kategorie.
Na przykład:
W oparciu o strukturę segmentu miękkiego TPU można podzielić na typy oparte na poliestru, oparte na polieterach i poliButadiena, zawierające grupy estrów, grupy eterowe lub grupy butadienowe.
W oparciu o strukturę segmentu twardego istnieją typy poliuretanu i typy poliuretan-molowe, utworzone z przedłużaczami łańcucha diol lub diaminy.
Najczęstszą klasyfikacją jest TPU na bazie poliestru i polieter.
Dalsze klasyfikacje obejmują:
W oparciu o sieciowanie: czysto termoplastyczne (liniowe, bez sieciowe) i półmoplastyczne (z niewielkimi sieciami, takimi jak wiązania uretanowo-moczowe).
Na podstawie aplikacji końcowych: części niestandardowe (różne komponenty mechaniczne), rurki (osłonki, pręty), folii (arkusze i płytki), a także kleje, powłoki i włókna.
Jak syntetyzuje się poliuretan TPU?
Chociaż TPU występuje w wielu kategoriach, wszystkie należą do rodziny poliuretanowej na poziomie molekularnym. Jak więc syntetyzuje się TPU?
Zgodnie z różnymi procesami syntezy TPU jest wytwarzane głównie przez polimeryzację luzem lub polimeryzację roztworu.
W przypadku polimeryzacji masowej istnieją dwie główne metody:
Metoda prepolimeru: Diizocyjaniany najpierw reagują z makrodiolami, a następnie dodanie przedłużaczy łańcucha do wytwarzania TPU.
Metoda jednego strzału: makrodiolowie, diizocyjaniany i przedłużacze łańcucha są mieszane i reagowane jednocześnie, tworząc TPU.
W polimeryzacji roztworu diizocyjaniany najpierw rozpuszczają się w rozpuszczalniku, następnie dodaje się makrodioli i pozwala reagować, a przedłużacze łańcucha wprowadzane są w celu wytworzenia TPU.
Rodzaj segmentów miękkich, masa cząsteczkowa, zawartość twardych lub miękkich segmentów oraz stan agregacji TPU wpłynie na jego gęstość, która zasadniczo waha się od 1,10 do 1,25, nie wykazując istotnej różnicy od innych gardeł i tworzyw sztucznych. Przy tej samej twardości TPU na bazie polieterów ma zwykle niższą gęstość niż TPU na bazie poliestru.
W jaki sposób przetwarzany jest poliuretan TPU?
Po zsyntetyzowaniu granulki TPU muszą być przetwarzane na produkty końcowe przy użyciu różnych metod, przede wszystkim przetwarzanie stopu i przetwarzanie rozwiązań.
Przetwarzanie stopu wykorzystuje wspólne techniki przetwarzania tworzyw sztucznych, takie jak mieszanie, kalendarz, wytłaczanie, formowanie ciosu i formowanie (w tym formowanie wtryskowe, formowanie kompresyjne, formowanie przenoszenia i formowanie odśrodkowe).
Przetwarzanie rozwiązań polega na rozpuszczaniu granulek TPU w rozpuszczalnikach lub polimeryzacji bezpośrednio w rozpuszczalniku w celu utworzenia rozwiązania, które jest następnie stosowane do powlekania, wirowania i innych procesów.
Elastomeric TPU zasadniczo nie wymaga wulkanizacji, co skraca cykle produkcyjne i pozwala na recykling odpadów.