Termoplastisk polyuretan (TPU) är en typ av polyuretan som kan plastiseras genom värme och upplösts av lösningsmedel. Jämfört med millerbar polyuretan och gjuten polyuretan har TPU liten eller ingen kemisk tvärbindning i sin kemiska struktur, och dess molekylkedjor är i huvudsak linjära. Den innehåller emellertid ett visst antal fysiska tvärbindningar.
Begreppet fysisk tvärbindning föreslogs först av Schollenberger CS 1958. Det hänvisar till de reversibla "anslutningspunkterna" som finns mellan linjära polyuretankörkedjor när de utsätts för värme eller lösningsmedel. Dessa punkter är inte kemiska tvärbindningar, men de agerar som dem. Tack vare dessa fysiska tvärbindningar bildar polyuretan en morfologi med flera faser. Vätebindningarna inom polyuretan förstärker denna struktur och förbättrar dess motstånd mot fuktighet.
Vilka är klassificeringarna av polyuretan TPU?
Eftersom vi nu vet vad termoplastisk polyuretan är, låt oss titta på dess klassificeringar. Beroende på olika kriterier kan TPU delas upp i olika kategorier.
Till exempel:
Baserat på den mjuka segmentstrukturen kan TPU klassificeras i polyesterbaserade, polyeterbaserade och polybutadienbaserade typer, som innehåller estergrupper, etergrupper eller butadiengrupper.
Baserat på den hårda segmentstrukturen finns det polyuretantyper och polyuretan-urea-typer, bildade med diol- eller diaminkedjeförlängare.
Den vanligaste klassificeringen är polyesterbaserad och polyeterbaserad TPU.
Ytterligare klassificeringar inkluderar:
Baserat på tvärbindning: rent termoplast (linjär, inga tvärbindningar) och halvtheroplastiska (med mindre tvärbindningar såsom uretan-urea-bindningar).
Baserat på applikationer för slutanvändning: anpassade delar (olika mekaniska komponenter), slangar (mantlar, stavar), filmer (ark och plattor), samt lim, beläggningar och fibrer.
Hur syntetiseras polyuretan TPU?
Även om TPU finns i många kategorier faller de alla under familjen Polyuretan på molekylnivå. Så hur syntetiseras TPU?
Enligt olika syntesprocesser produceras TPU huvudsakligen genom bulkpolymerisation eller lösningspolymerisation.
I bulkpolymerisation finns det två huvudmetoder:
Prepolymer -metod: Diisocyanater reagerar först med makrodioler, följt av tillsats av kedjeförlängare för att producera TPU.
Enskottsmetod: Makrodioler, diisocyanater och kedjeförlängare är alla blandade och reageras samtidigt för att bilda TPU.
Vid lösningspolymerisation löses diisocyanater först i ett lösningsmedel, sedan tillsätts makrodioler och får reagera, och slutligen införs kedjeförlängare för att producera TPU.
Typen av mjuka segment, molekylvikt, innehåll i hårda eller mjuka segment och aggregeringstillståndet för TPU kommer alla att påverka dess densitet, som i allmänhet sträcker sig från 1,10 till 1,25, vilket inte visar någon signifikant skillnad från andra gummi och plast. Vid samma hårdhet har polyeterbaserad TPU vanligtvis en lägre densitet än polyesterbaserad TPU.
Hur bearbetas polyuretan TPU?
När de syntetiserats måste TPU -pellets behandlas till slutprodukter med olika metoder, främst smälta bearbetning och lösning.
Smältbearbetning använder vanliga plastbearbetningstekniker såsom sammansättning, kalender, extrudering, blåsgjutning och formning (inklusive formsprutning, kompressionsgjutning, överföringsgjutning och centrifugalformning).
Lösningsbehandling innebär att lösa TPU -pellets i lösningsmedel eller polymeriserar direkt i lösningsmedlet för att skapa en lösning, som sedan används för beläggning, snurrning och andra processer.
Elastomer TPU kräver i allmänhet inte vulkanisering, vilket förkortar produktionscykler och möjliggör återvinning av avfallsmaterial.