Termoplastisk polyuretan (TPU) er en type polyuretan som kan mykgjøres med varme og oppløstes av løsningsmidler. Sammenlignet med fresbar polyuretan og støpt polyuretan, har TPU liten eller ingen kjemisk tverrbinding i sin kjemiske struktur, og molekylkjedene er i hovedsak lineære. Imidlertid inneholder den et visst antall fysiske tverrbindinger.
Begrepet fysisk tverrbinding ble først foreslått av Schollenberger CS i 1958. Det refererer til de reversible "tilkoblingspunktene" som eksisterer mellom lineære polyuretanmolekylkjeder når de ble utsatt for varme eller løsningsmidler. Disse punktene er ikke kjemiske tverrbindinger, men de fungerer som dem. Takket være disse fysiske tverrbindingene danner polyuretan en flerfasemorfologi. Hydrogenbindingene i polyuretan forsterker denne strukturen og forbedrer dens motstand mot fuktighet.
Hva er klassifiseringene av polyuretan TPU?
Siden vi nå vet hva termoplastisk polyuretan er, la oss se på klassifiseringene. Avhengig av forskjellige kriterier, kan TPU deles inn i forskjellige kategorier.
For eksempel:
Basert på den myke segmentstrukturen, kan TPU klassifiseres i polyesterbaserte, polyeterbaserte og polybutadienbaserte typer, som inneholder estergrupper, etergrupper eller butadiengrupper.
Basert på den harde segmentstrukturen, er det polyuretan-typer og polyuretan-urea-typer, dannet med diol- eller diaminkjedeforlengere.
Den vanligste klassifiseringen er polyesterbasert og polyeterbasert TPU.
Ytterligere klassifiseringer inkluderer:
Basert på tverrbinding: rent termoplastisk (lineær, ingen tverrbindinger) og sem-termoplast (med mindre tverrbindinger som uretan-urea-bindinger).
Basert på sluttbruksapplikasjoner: tilpassede deler (forskjellige mekaniske komponenter), rør (skjeder, stenger), filmer (ark og plater), samt lim, belegg og fibre.
Hvordan syntetiseres polyuretan TPU?
Selv om TPU kommer i mange kategorier, faller de alle inn under polyuretanfamilien på molekylært nivå. Så hvordan syntetiseres TPU?
I henhold til forskjellige synteseprosesser produseres TPU hovedsakelig gjennom bulkpolymerisasjon eller løsningspolymerisasjon.
I bulkpolymerisasjon er det to hovedmetoder:
Prepolymer -metode: Diisocyanater reagerer med makrodioler først, etterfulgt av tilsetning av kjedforlengere for å produsere TPU.
One-shot-metode: Makrodioler, diisocyanater og kjedeforlengere er alle blandede og reagerte samtidig for å danne TPU.
I oppløsningspolymerisasjon blir diisocyanater først oppløst i et løsningsmiddel, deretter blir makrodioler tilsatt og tillatt å reagere, og til slutt blir kjedeforlengere introdusert for å produsere TPU.
Typen myke segmenter, molekylvekt, innhold av harde eller myke segmenter og aggregeringstilstanden til TPU vil alle påvirke dens tetthet, som vanligvis varierer fra 1,10 til 1,25, og viser ingen signifikant forskjell fra andre gummier og plast. På samme hardhet har polyeterbasert TPU typisk en lavere tetthet enn polyesterbasert TPU.
Hvordan behandles polyuretan TPU?
Når den er syntetisert, må TPU -pellets behandles til sluttprodukter ved bruk av forskjellige metoder, først og fremst smelte prosessering og løsningsbehandling.
Smeltbehandling bruker vanlige plastbehandlingsteknikker som sammensetning, kalendering, ekstrudering, blåsestøping og støping (inkludert injeksjonsstøping, kompresjonsstøping, overføring av støping og sentrifugalstøping).
Løsningsbehandling innebærer å løse opp TPU -pellets i løsningsmidler eller polymerisering direkte i løsningsmidlet for å lage en løsning, som deretter brukes til belegg, spinning og andre prosesser.
Elastomer TPU krever generelt ikke vulcanisering, noe som forkorter produksjonssykluser og gir mulighet for resirkulering av avfallsmaterialer.