Polyuretan (PU), kort för poly (uretan), är en mångsidig polymer syntetiserad genom polykondensationsreaktionen hos polyoler och diisocyanater. Det är känt för sina utmärkta mekaniska egenskaper och används ofta i olika industriella och konsumentapplikationer, inklusive filmer, beläggningar, lim, fibrer, skum och elastomerer. Bland de olika formerna av polyuretan sticker termoplastisk polyuretan (TPU) på grund av dess unika kombination av elasticitet och bearbetbarhet.
TPU är en klass av linjära segmenterade blocksampolymerer, vanligtvis representerade av formeln (AB) ₙ. I denna struktur är "A" -segmentet en polyester eller polyeter med hög molekylvikt (med ett molekylviktsområde på cirka 1000 till 6000), medan "B" -segmentet är en kortkedjediol som innehåller 2 till 12 kolatomer. Dessa mjuka och hårda segment är kopplade till diisocyanatenheter och bildar en struktur som ger TPU både flexibilitet och styrka. Till skillnad från tvärbundna gummimaterial har TPU en främst linjär molekylstruktur med minimal kemisk tvärbindning.
En av TPU: s viktigaste egenskaper ligger i närvaro av många vätebindningar mellan dess molekylkedjor och bildar det som kallas fysisk tvärbindning. Dessa vätebindningar spelar en kritisk roll för att stärka materialets struktur och bidra till dess höga modul, draghållfasthet och motståndskraft. Som ett resultat uppvisar TPU utmärkt nötningsresistens, olja och kemisk resistens, hydrolysresistens och förblir stabilt över ett brett temperaturområde. Det visar också god motstånd mot mikrobiell attack och miljö åldrande.
En annan fördel med TPU är dess termoplastiska beteende. Den fysiska tvärbindningen genom vätebindningar är reversibel undervärme eller i lösning, de intermolekylära krafterna försvagas, vilket gör att materialet kan flyta eller omformas. Vid kylning eller lösningsmedelsindunstning reformerar vätebindningarna, vilket gör det möjligt för materialet att återvinna sin fast tillståndsprestanda utan betydande förlust av egenskaper. Denna upparbetningsbarhet gör TPU lämplig för formsprutning, extrudering och andra termoplastiska bearbetningstekniker.
Ett välkänt exempel på TPU i det dagliga livet är spandex (även kallad Elastane), en mycket elastisk fiber som används i textilier. Mångsidigheten, hållbarheten och bearbetbarheten för TPU gör det till ett material som valts i branscher som sträcker sig från skor och elektronik till bil- och medicinska apparater.