Termoplastiske polyurethaner, også kendt som TPU'er, er en unik kategori af plast oprettet via polyadditionsreaktioner mellem diisocyanater og en eller flere dioler.
Udtrykket termoplastisk refererer til et materiale, der bliver bøjeligt og formbart ved opvarmning og størkning af afkøling. Termoplastiske materialer kan smeltes og støbes flere gange og er i stand til at blive oparbejdet adskillige gange uden at miste strukturel integritet.
Udtrykket polyurethan henviser til en nyttig type polymer, der er forbundet med urethan -monomerer, der produceres via reaktionen af et isocyanat og en polyol.
Egenskaber ved termoplastisk polyurethan
Termoplastiske polyurethan blandes sammen de nyttige egenskaber ved polyurethanprodukter med brugervenlighed og oparbejdelige egenskaber ved termoplast til dannelse af et plasti -ideal til anvendelser inden for en lang række felter og industrier. TPU kan ekstruderes eller sprøjtes støbt på konventionelt termoplastisk fremstillingsudstyr, hvilket giver mulighed for let produktion.
TPU'er har mange klare fordele og nyttige egenskaber, herunder deres slidmodstand, elasticitet, modstand mod olier og fedt ved en lang række temperaturer, påvirkningsmodstand og fleksibilitet. TPU er den ideelle termoplastiske til applikationer med lav temperatur, hvor slidbestandighed og fleksibilitet er påkrævet.
Der er to hovedtyper af termoplastiske polyurethaner: polyester-baserede TPU'er og polyether-baserede TPU'er. De to typer TPU'er adskiller sig i deres valg af det bløde segment af kæden, hvor polyester-baserede TPU'er traditionelt anvender polyestere, der stammer fra adipinsyreestere, mens polyether-baserede TPU'er bruger tetrahydrofuranethere. De to typer TPU'er har også lidt forskellige egenskaber, der kan overvejes, når man vælger den ideelle termoplastiske.
Hvordan TPU produceres
Termoplastiske urethaner produceres gennem den kemiske reaktion af en polyol (langkædede diol), en kortkædede diol, der fungerer som en kædeforlænger og et diisocyanat. Dette resulterer i en skiftevis kæde med substituenter kendt som hårde og bløde blokke.
Den kortere, hårde blokdel af en TPU består af kædeforlængeren og diisocyanatet og fungerer som en stiv, polær rygrad for plasten. Dette resulterer i mekanisk stivhed og holdbarhed. Methylen diisocyanat (MDI) er det mest anvendte diisocyanat til TPU'er, og 1,4-butandiol (BDO) er den mest almindelige kædeudvidelse.
Det hårde bloksegment er ofte krystallinsk eller pseudo-krystallinsk, hvilket resulterer i et tredimensionelt netværk af tværbindinger inden i polymeren. Kovalente obligationer danner dette netværk, hvilket giver høj holdbarhed og modstand mod slid.
Ved opvarmning spreder tværbindinger, hvilket muliggør støbning og ekstrudering af TPU'er ved traditionel fremstilling. Den bløde blokdel består af den langkædede diol og producerer yderligere fleksibilitet i TPU. Ved at variere forholdet mellem bløde blokke og hårde blokke eller ved at variere identiteten af blokke, kan de fysiske egenskaber ved den pågældende TPU ændres.