Termoplastyczne poliuretany, znane również jako TPU, są unikalną kategorią tworzywa sztucznego tworzonego poprzez reakcje poliadditycji między diizocyjanianami i jednym lub więcej diolami.
Termin termoplastyczny odnosi się do materiału, który staje się giętki i plastyczny po ogrzewaniu i zestala się po chłodzeniu. Materiały termoplastyczne można stopić i formować wielokrotnie i są w stanie być wielokrotnie przetwarzane bez utraty integralności strukturalnej.
Termin poliuretan odnosi się do użytecznego rodzaju polimeru połączonego przez monomery uretanowe wytwarzane poprzez reakcję izocyjanianu i poliol.
Właściwości termoplastycznej poliuretanu
Termoplastyczna poliuretan łączy przydatne właściwości produktów poliuretanowych z łatwością użycia i charakterystyk przepustowości termoplastii, tworząc plastik idealny do zastosowań w szerokiej gamie pól i branż. TPU może być wytłaczane lub wtryskowe uformowane na konwencjonalnym termoplastycznym sprzęcie produkcyjnym, umożliwiając łatwość produkcji.
TPU mają wiele wyraźnych zalet i przydatne właściwości, w tym odporność na ścieranie, elastyczność, odporność na oleje i smarowanie w szerokim zakresie temperatur, odporności na uderzenie i elastyczność. TPU jest idealnym termoplastą do zastosowań w niskiej temperaturze, w których wymagana jest odporność na ścieranie i elastyczność.
Istnieją dwa główne typy termoplastycznych poliuretanów: TPU na bazie poliestru i TPU na bazie polieterów. Dwa rodzaje TPU różnią się pod względem wyboru miękkiego segmentu łańcucha, z poliestrowym TPU tradycyjnie wykorzystującym poliestry pochodzące z estrów kwasu tłuszczowego, podczas gdy TPU oparte na polieterach wykorzystuje etyki tetrahydrofuranu. Dwa rodzaje TPU mają również nieco inne właściwości, które można wziąć pod uwagę przy wyborze idealnego termoplastycznego.
Jak produkowane jest TPU
Uretany termoplastyczne są wytwarzane poprzez reakcję chemiczną poliolu (długim łańcuchu), krótkołańcuchowego diol, który działa jak przedłużacz łańcucha i diisocyjanian. Powoduje to naprzemienny łańcuch z podstawnikami znanymi jako twarde i miękkie bloki.
Krótsza, trudna część blokowa TPU składa się z przedłużacza łańcucha i diizocyjanianu i działa jako sztywny, polarny kręgosłup dla plastiku. Powoduje to sztywność mechaniczną i trwałość. Diisocyjanian metylenowy (MDI) jest najczęściej stosowanym diizocyjanianem dla TPU, a 1,4-butanediolu (BDO) jest najczęstszym przedłużaczem łańcucha.
Segment bloków trudnych jest często krystaliczny lub pseudo-krystaliczny, co powoduje trójwymiarową sieć łączy krzyżowych w polimerze. Kowalencyjne wiązania tworzą tę sieć, zapewniając wysoką trwałość i odporność na zużycie.
Po ogrzewaniu rozprasza się sieci, umożliwiając formowanie i wytłaczanie TPU przez tradycyjną produkcję. Część miękkiego bloku składa się z długiego łańcucha diol i powoduje dalszą elastyczność w TPU. Zmieniając stosunek bloków miękkich do bloków ciężkich lub zmieniając tożsamość bloków, można zmodyfikować fizyczne właściwości TPU.