Termoplastické polyurethany, také známý jakoTPUS, jsou jedinečnou kategorií plastu vytvořené polyaddičními reakcemi mezi diisokyanáty a jedním nebo více dioly.
Termín termoplastika se týká materiálu, který se stává podmanitelným a kunným po zahřívání a ztuhne při chlazení. Termoplastické materiály mohou být roztaveny a formovány několikrát a jsou schopny být mnohokrát přepracovány bez ztráty strukturální integrity.
Termín polyuretan označuje užitečný typ polymeru spojeného dohromady urethanovými monomery, které jsou produkovány reakcí isokyanátu a polyolu.
Vlastnosti termoplastického polyuretanu
Termoplastický polyuretan se mísí dohromady užitečné vlastnosti polyuretanových produktů se snadným použitím a přepracovatelnými charakteristikami termoplastů za vzniku plastového ideálu pro aplikace v široké škále polí a průmyslových odvětví. TPU může být extrudován nebo injekční formován na konvenčních termoplastických výrobních zařízeních, což umožňuje snadnou výrobu.
TPU mají mnoho jasných výhod a užitečných vlastností, včetně jejich odolnosti proti otěru, elasticitě, odolnosti vůči olejům a mazivům při široké škále teplot, nárazové odolnosti a flexibility. TPU je ideální termoplastická pro aplikace s nízkou teplotou, kde je vyžadována odolnost proti oděru a flexibilita.
Existují dva hlavní typy termoplastických polyurethanů: TPU na bázi polyesteru a TPU na bázi polyetheru. Dva typy TPU se liší ve svém výběru měkkého segmentu řetězce, přičemž TPU na bázi polyesteru tradičně používají polyestery odvozené z esterů kyseliny adipové, zatímco TPU na bázi polyetheru používají tetrahydrofuran ethery. Dva typy TPU mají také mírně odlišné vlastnosti, které lze vzít v úvahu při výběru ideálního termoplastického.
Jak se vytváří TPU
Termoplastické urethany se vyrábějí chemickou reakcí polyolu (diolu s dlouhým řetězcem), diolu s krátkým řetězcem, který působí jako prodlužovatel řetězce a diisokyanát. To má za následek střídavý řetězec s substituenty známými jako tvrdé a měkké bloky.
Kratší, tvrdý bloková část TPU je tvořena prodlužovačem řetězce a diisokyanátu a působí jako tuhá polární páteř pro plast. To má za následek mechanickou tuhost a trvanlivost. Methylen diisokyanát (MDI) je nejčastěji používaným diisokyanátem pro TPU a 1, 4- butanediol (BDO) je nejběžnějším prodlužovačem řetězce.
Segment tvrdého bloku je často krystalický nebo pseudokrystalický, což má za následek trojrozměrnou síť zesíťových odkazů v polymeru. Kovalentní vazby tvoří tuto síť a poskytují vysokou trvanlivost a odpor k opotřebení.
Po vytápění se zesítění rozptylují, což umožňuje formování a vytlačování TPU tradičním výrobou. Část měkkého bloku je tvořena diolem s dlouhým řetězcem a vytváří další flexibilitu v TPU. Změnou poměru měkkých bloků k tvrdým blokům nebo změnou identity bloků lze fyzické vlastnosti daného TPU upravit.