Η πολυουρεθάνη (PU), σύντομη για πολυ (ουρεθάνη), είναι ένα ευέλικτο πολυμερές που συντίθεται μέσω της αντίδρασης πολυσυμπύνδεσης πολυόλων και διισοκυανικών. Είναι γνωστό για τις εξαιρετικές μηχανικές του ιδιότητες και χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανικές και καταναλωτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων ταινιών, επικαλύψεων, συγκολλητικών, ινών, αφρού και ελαστομερών. Μεταξύ των διαφορετικών μορφών πολυουρεθάνης, η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (TPU) ξεχωρίζει λόγω του μοναδικού συνδυασμού ελαστικότητας και επεξεργασίας.
Το TPU είναι μια κατηγορία γραμμικών συμπολυμερών μπλοκ, που συνήθως αντιπροσωπεύεται από τον τύπο (AB) ₙ. Σε αυτή τη δομή, το τμήμα "Α" είναι πολυεστέρα υψηλού μοριακού βάρους ή πολυαιθέρα (με μοριακή περιοχή βάρους περίπου 1000 έως 6000), ενώ το τμήμα "Β" είναι μια διόλη μικρής αλυσίδας που περιέχει 2 έως 12 άτομα άνθρακα. Αυτά τα μαλακά και σκληρά τμήματα συνδέονται με μονάδες διισοκυανικού, σχηματίζοντας μια δομή που δίνει στην TPU τόσο ευελιξία όσο και δύναμη. Σε αντίθεση με τα διασταυρωμένα υλικά από καουτσούκ, η TPU έχει κυρίως γραμμική μοριακή δομή με ελάχιστη χημική διασύνδεση.
Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά της TPU έγκειται στην παρουσία πολυάριθμων δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μοριακών αλυσίδων της, σχηματίζοντας αυτό που είναι γνωστό ως φυσική διασύνδεση. Αυτοί οι δεσμοί υδρογόνου διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην ενίσχυση της δομής του υλικού, συμβάλλοντας στο υψηλό συντελεστή, την αντοχή σε εφελκυσμό και την ανθεκτικότητα. Ως αποτέλεσμα, η TPU παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στην τριβή, αντοχή σε πετρέλαιο και χημική αντίσταση, αντίσταση υδρόλυσης και παραμένει σταθερή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Δείχνει επίσης καλή αντίσταση στη μικροβιακή επίθεση και τη γήρανση του περιβάλλοντος.
Ένα άλλο πλεονέκτημα της TPU είναι η θερμοπλαστική της συμπεριφορά. Η φυσική διασύνδεση μέσω δεσμών υδρογόνου είναι αναστρέψιμη-κάτω-κάτω θέρμανση ή σε διάλυμα, οι διαμοριακές δυνάμεις αποδυναμώνουν, επιτρέποντας στο υλικό να ρέει ή να αναμορφωθεί. Μετά την εξάτμιση της ψύξης ή του διαλύτη, η μεταρρύθμιση των δεσμών υδρογόνου, επιτρέποντας στο υλικό να ανακτήσει την απόδοση της στερεάς κατάστασης χωρίς σημαντική απώλεια ιδιοτήτων. Αυτή η επανεπεξεργασία καθιστά το TPU κατάλληλο για χύτευση με έγχυση, εξώθηση και άλλες θερμοπλαστικές τεχνικές επεξεργασίας.
Ένα γνωστό παράδειγμα TPU στην καθημερινή ζωή είναι το Spandex (που ονομάζεται επίσης ελαστάν), μια εξαιρετικά ελαστική ίνα που χρησιμοποιείται στα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα. Η ευελιξία, η ανθεκτικότητα και η επεξεργασία της TPU καθιστούν υλικό επιλογής σε βιομηχανίες που κυμαίνονται από υποδήματα και ηλεκτρονικά έως αυτοκινητοβιομηχανίες και ιατρικές συσκευές.