Θερμοπλαστικές πολυουρεθάνες, επίσης γνωστή ως TPU, είναι μια μοναδική κατηγορία πλαστικών που δημιουργούνται μέσω αντιδράσεων πολυαισθητοποίησης μεταξύ των διισοκυανικών και ενός ή περισσοτέρων διόλων.
Ο όρος θερμοπλαστική αναφέρεται σε ένα υλικό που γίνεται εύκαμπτο και εύπλαστο κατά τη θέρμανση και στερεοποιείται στην ψύξη. Τα θερμοπλαστικά υλικά μπορούν να λιώσουν και να διαμορφωθούν πολλές φορές και είναι ικανά να επανεπεξεργαστούν πολλές φορές χωρίς να χάσουν δομική ακεραιότητα.
Ο όρος πολυουρεθάνη αναφέρεται σε ένα χρήσιμο είδος πολυμερούς που συνδέονται μαζί με μονομερή ουρεθάνης που παράγονται μέσω της αντίδρασης ενός ισοκυανικού και πολυόλης.
Ιδιότητες της θερμοπλαστικής πολυουρεθάνης
Η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη συνδυάζει τις χρήσιμες ιδιότητες των προϊόντων πολυουρεθάνης με την ευκολία χρήσης και τα επανεπεξεργασμένα χαρακτηριστικά των θερμοπλαστικών για να σχηματίσουν ένα πλαστικό ιδανικό για εφαρμογές σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων και βιομηχανιών. Το TPU μπορεί να εξωθείται ή να χυτεύεται με έγχυση σε συμβατικό θερμοπλαστικό εξοπλισμό κατασκευής, επιτρέποντας την ευκολία παραγωγής.
Τα TPU έχουν πολλά σαφή πλεονεκτήματα και χρήσιμες ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης τριβής, της ελαστικότητας, της αντίστασης στα έλαια και των λίπους σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών, αντοχή στην κρούση και ευελιξία. Το TPU είναι το ιδανικό θερμοπλαστικό για εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας όπου απαιτούνται αντίσταση και ευελιξία από τριβή.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι θερμοπλαστικών πολυουρεθάνων: TPU με βάση πολυεστέρα και πολυαιθένια TPU. Οι δύο τύποι TPU διαφέρουν στην επιλογή του μαλακού τμήματος της αλυσίδας, με TPU που βασίζονται σε πολυεστέρα που χρησιμοποιούν παραδοσιακά πολυεστέρτες που προέρχονται από εστέρες αδιπικού οξέος, ενώ οι πολυαιθένιες TPU χρησιμοποιούν τετραϋδροφουράνες αιθέρες. Οι δύο τύποι TPU έχουν επίσης ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες που μπορούν να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή του ιδανικού θερμοπλαστικού.
Πώς παράγεται η TPU
Τα θερμοπλαστικά ουρεθάνια παράγονται μέσω της χημικής αντίδρασης μιας πολυόλης (διόλης μακράς αλυσίδας), μιας διόλης βραχείας αλυσίδας που δρα ως επέκταση της αλυσίδας και ενός διισοκυανικού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια εναλλασσόμενη αλυσίδα με υποκαταστάτες γνωστούς ως σκληρά και μαλακά μπλοκ.
Το μικρότερο, σκληρό τμήμα μπλοκ ενός TPU αποτελείται από την επέκταση της αλυσίδας και το διισοκυανικό και λειτουργεί ως άκαμπτη, πολική ραχοκοκαλιά για το πλαστικό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μηχανική ακαμψία και ανθεκτικότητα. Το μεθυλενικό διισοκυανικό (MDI) είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο διισοκυανικό για TPU και η 1,4-βουτανοδιόλη (BDO) είναι η πιο κοινή επέκταση της αλυσίδας.
Το τμήμα του σκληρού μπλοκ είναι συχνά κρυσταλλικό ή ψευδο-κρυσταλλικό, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα ένα τρισδιάστατο δίκτυο διασταυρούμενων συνδέσεων εντός του πολυμερούς. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζουν αυτό το δίκτυο, αποδίδοντας υψηλή ανθεκτικότητα και αντίσταση στη φθορά.
Κατά τη θέρμανση, οι διασταυρώσεις διαλύονται, επιτρέποντας τη χύτευση και την εξώθηση των TPU από την παραδοσιακή κατασκευή. Το τμήμα μαλακού μπλοκ αποτελείται από τη διόλη μακράς αλυσίδας και παράγει περαιτέρω ευελιξία στην TPU. Μεταβάλλοντας τον λόγο των μαλακών μπλοκ σε σκληρά μπλοκ ή μεταβάλλοντας την ταυτότητα των μπλοκ, μπορούν να τροποποιηθούν οι φυσικές ιδιότητες της εν λόγω TPU.