Kas yraTermoplastinio poliuretano struktūra (TPU)?
Termoplastinis poliuretanas (TPU) yra linijinis segmentinis blokinis kopolimeras, sudarytas iš kintamų minkštųjų ir kietų segmentų. Ši unikali molekulinė architektūra leidžia TPU sujungti gumos lankstumą ir elastingumą ir lengvai apdoroti termoplastiką. Dėl to TPU tapo labai universalia medžiaga, naudojama programose, pradedant nuo pramoninių komponentų ir medicinos prietaisų iki avalynės ir automobilių dalių.
Kietieji TPU segmentai susidaro reaguojant į diizocianatą, dažniausiai 4,4'-difenilmetano diizocianatą (MDI)-su trumpos grandinės diolu, tokiu kaip 1,4-butanediolis, žinomas kaip grandinės pratęsėjas. Kita vertus, minkštus segmentus sudaro ilgų grandinių polioliai, tokie kaip polieteriai ar poliesteriai. Šie minkšti segmentai susieja kietus segmentus ir suteikia lankstumo ir elastingumo.
Kietieji segmentai veikia kaip fizinis kryžminimo taškai ir yra atsakingi už TPU mechaninį stiprumą, šiluminį stabilumą ir atsparumą dilimui. Priešingai, minkštieji segmentai sudaro lanksčią matricą, kuri suteikia TPU elastingą elgesį ir leidžia jai gerai atlikti dinaminį stresą. Šių dviejų tipų segmentų sąveika lemia ir kietą, ir lanksčią medžiagą.
Dėl poliškumo, kristališkumo ir lydymosi taškų skirtumų kieti ir minkšti segmentai yra nesuderinami kambario temperatūroje, dėl kurios mikrofazės atskyrimas. Ši fazės atskirta morfologija yra labai svarbi TPU veikimui. Kietieji segmentai linkę kristalizuoti ir sudaryti skirtingus domenus minkštoje, amorfinėje matricoje, sustiprindami medžiagą ir nereikia cheminio kryžminio susiejimo.
Kai TPU kaitinamas virš kietųjų segmentų lydymosi taško, jis tampa klampiu, vienalyčiu lydalu, kurį galima apdoroti naudojant įprastus termoplastinius metodus, tokius kaip išspaudimas, injekcijos formavimas ir liejimas. Vėsinant, fazės atskyrimas vėl atsiranda, o medžiaga atgauna savo kietą struktūrą ir elastines savybes.
Norint pasiekti termoplastiškumą, labai svarbu, kad visų komponentų-prepolimerų ir monomerų-beveik 2,00-vidutinis funkcionalumas. Tai užtikrina linijines didelės molekulinės masės grandines, turinčias minimalų išsišakojimą ar nuolatinį kryžminį ryšį. Šioje struktūroje minkštieji segmentai lemia elastingumą, o kietieji segmentai suteikia grįžtamąsias fizines kryžmines jungtis, veikiančias panašiai kaip užpildo ar armatūros taškai polimero matricoje.