Termoplastični poliuretan (TPU) je vrsta poliuretana, ki ga lahko plastili s toploto in raztopimo s topili. V primerjavi z milljivim poliuretanom in lito poliuretanom ima TPU v svoji kemijski strukturi le malo do kemijskega prekrižanja, njegove molekularne verige pa so v bistvu linearne. Vendar vsebuje določeno število fizičnih navzkrižnih povezav.
Koncept fizičnega zamreženja je prvi predlagal Schollenberger CS leta 1958. Nanaša se na reverzibilne "priključne točke", ki obstajajo med linearnimi poliuretanskimi molekularnimi verigami, ko so izpostavljeni vročini ali topilom. Te točke niso kemične zamreže, vendar delujejo kot oni. Zahvaljujoč tem fizičnim zamreženjem poliuretan tvori večfazno morfologijo. Vodikove vezi znotraj poliuretana to strukturo okrepijo in povečajo njegovo odpornost na vlažnost.
Kakšne so klasifikacije poliuretanskega TPU?
Ker zdaj vemo, kaj je termoplastični poliuretan, poglejmo njene klasifikacije. Glede na različna merila lahko TPU razdelimo v različne kategorije.
Na primer:
Na podlagi mehke strukture segmenta lahko TPU razvrstimo v poliestrske, polietherje, ki temeljijo na polibutadienu, ki vsebujejo skupine ester, eterske skupine in skupine butadiena.
Na podlagi strukture trdega segmenta obstajajo vrste poliuretana in tipi poliuretana-ureje, oblikovane z razširitvami diola ali diaminskih verig.
Najpogostejša klasifikacija je TPU na osnovi poliestra in poliether.
Nadaljnje klasifikacije vključujejo:
Na podlagi zamreženja: čisto termoplastični (linearni, brez križišč) in pol-termoplastične (z manjšimi zamrežnimi vezmi, kot so vezi uretana-reje).
Na podlagi aplikacij za končno uporabo: deli po meri (različne mehanske komponente), cevi (plast, palice), filmi (listi in plošče), pa tudi lepila, prevleke in vlakna.
Kako se sintetizira poliuretanski TPU?
Čeprav je TPU v številnih kategorijah, vsi spadajo pod družino poliuretana na molekularni ravni. Kako se torej sintetizira TPU?
Glede na različne procese sinteze se TPU proizvaja predvsem s polimerizacijo v razsutem stanju ali polimerizacijo raztopine.
Pri množični polimerizaciji obstajata dve glavni metodi:
Metoda predolimera: Diizocianati najprej reagirajo z makrodioli, ki jim sledi dodajanje verižnih podaljševalcev za proizvodnjo TPU.
Metoda z enim strelom: Makrodioli, diizocianati in verižni podaljški se mešajo in reagirajo hkrati, da tvorijo TPU.
Pri polimerizaciji raztopine se diizocianate najprej raztopijo v topilu, nato dodamo makrodiole in se pustijo reagirati, na koncu pa se uvedejo verižni podaljški, da nastanejo TPU.
Vrsta mehkih segmentov, molekulska teža, vsebnost trdih ali mehkih segmentov in stanje združevanja TPU bodo vplivale na njegovo gostoto, ki se na splošno giblje od 1,10 do 1,25, kar kaže na bistveno razliko od drugih gumarjev in plastike. Pri isti trdoti ima TPU na osnovi polietherja običajno nižjo gostoto kot TPU na osnovi poliestra.
Kako se obdeluje poliuretanski TPU?
Ko je sintetizirana, je treba pelete TPU obdelati v končne izdelke z različnimi metodami, predvsem obdelavo in obdelavo rešitev.
Obdelava taline uporablja skupne tehnike obdelave plastike, kot so sestavljanje, koledarstvo, ekstruzija, pihanje in oblikovanje (vključno z brizganjem, stiskanjem, oblikovanjem prenosa in centrifugalno oblikovanje).
Obdelava raztopin vključuje raztapljanje peletov TPU v topilih ali polimerizacijo neposredno v topilo, da ustvarite rešitev, ki se nato uporablja za prevleko, vrtenje in druge procese.
Elastomerni TPU na splošno ne potrebuje vulkanizacije, ki skrajša proizvodne cikle in omogoča recikliranje odpadnih materialov.