Termoplastinis poliuretanas (TPU) yra poliuretano rūšis, kurį galima plastiems plastiems ir ištirpinti tirpikliais. Palyginti su malūniniam poliuretanu ir liejamuoju poliuretanu, TPU cheminėje struktūroje turi mažai arba visai ne visai, o jo molekulinės grandinės iš esmės yra linijinės. Tačiau jame yra tam tikras skaičius fizinių kryžminių nuorodų.
Fizinio kryžminio sujungimo koncepciją pirmiausia pasiūlė Schollenberger CS 1958 m. Ji nurodo grįžtamąjį „jungties taškus“, egzistuojančius tarp tiesinių poliuretano molekulinių grandinių, kai veikiama šilumos ar tirpiklių. Šie taškai nėra cheminės kryžminės nuorodos, tačiau jie elgiasi kaip jie. Dėl šių fizinių kryžminių nuorodų poliuretanas sudaro daugiafazę morfologiją. Vandenilio jungtys poliuretane sustiprina šią struktūrą ir padidina jo atsparumą drėgmei.
Kokios yra poliuretano TPU klasifikacijos?
Kadangi dabar žinome, kas yra termoplastinis poliuretanas, pažvelkime į jo klasifikacijas. Priklausomai nuo skirtingų kriterijų, TPU galima suskirstyti į įvairias kategorijas.
Pavyzdžiui:
Remiantis minkšta segmento struktūra, TPU galima suskirstyti į poliesterio pagrindu pagamintus, polieterijos ir polibutadienės pagrindu pagamintus tipus, turinčius atitinkamai esterių grupes, eterio grupes ar buadienos grupes.
Remiantis kietos segmento struktūra, yra poliuretano tipai ir poliuretano-urea tipai, suformuoti su diolio arba diamino grandinės prailgintuvais.
Dažniausia klasifikacija yra poliesterio pagrindu ir polieterijos pagrindu sukurtas TPU.
Tolesnės klasifikacijos apima:
Remiantis kryžminiu ryšiu: grynai termoplastinis (linijinis, be kryžminių jungčių) ir pusiau termoplastinis (su nedidelėmis kryžminiais ryšiais, tokiais kaip uretano-urea jungtys).
Remiantis galutinio naudojimo pritaikymais: pasirinktinės dalys (įvairūs mechaniniai komponentai), vamzdeliai (apvalkalai, strypai), plėvelės (lakštai ir plokštės), taip pat klijai, dangos ir pluoštai.
Kaip sintetinamas poliuretanas TPU?
Nors TPU yra daugelyje kategorijų, jie visi patenka į poliuretano šeimą molekuliniu lygmeniu. Taigi, kaip sintezuojama TPU?
Remiantis skirtingais sintezės procesais, TPU daugiausia gaminamas per birių polimerizaciją arba tirpalo polimerizaciją.
Birių polimerizacijoje yra du pagrindiniai metodai:
Prepolimero metodas: Diisocyanatai pirmiausia reaguoja su makrodioliais, po to pridedant grandinės prailgintuvus, kad būtų gautas TPU.
Vieno šūvio metodas: Makrodioliai, diizocianatai ir grandinės plėtiniai yra sumaišyti ir reaguoti tuo pačiu metu, kad sudarytų TPU.
Tirpalo polimerizacijoje diizocianatai pirmiausia ištirpsta tirpiklyje, tada pridedami makrodioliai ir leidžiama reaguoti, o galiausiai grandinės prailginimai įvedami į TPU.
Minkštųjų segmentų tipas, molekulinė masė, kietųjų ar minkštųjų segmentų kiekis ir TPU agregavimo būsena paveiks jo tankį, kuris paprastai svyruoja nuo 1,10 iki 1,25, ir tai neparodys jokio reikšmingo skirtumo nuo kitų guma ir plastikų. Tuo pačiu kietumu polieterijos pagrindu pagamintas TPU paprastai turi mažesnį tankį nei poliesterio pagrindu pagamintas TPU.
Kaip apdorojama poliuretano TPU?
Susintetinus, TPU granules reikia apdoroti į galutinius produktus naudojant įvairius metodus, pirmiausia lydymosi apdorojimą ir tirpalo apdorojimą.
Lydymo apdorojime naudojami įprasti plastikiniai apdorojimo būdai, tokie kaip junginiai, kalendavimas, ekstruzija, pūtimo liejimas ir formavimas (įskaitant liejimą, suspaudimą, liejimą, perdavimo liejimą ir išcentrinį liejimą).
Tirpalo apdorojimas apima TPU granulių tirpiklius tirpikliuose arba polimerizuojant tiesiogiai tirpiklyje, kad būtų sukurtas tirpalas, kuris vėliau naudojamas dengimui, verpimui ir kitiems procesams.
Elastomerinis TPU paprastai nereikalauja vulkanizacijos, kuri sutrumpina gamybos ciklus ir leidžia perdirbti atliekas.