Što jeStruktura termoplastičnog poliuretana (TPU)?
Termoplastični poliuretan (TPU) linearni je segmentirani blok kopolimer sastavljen od naizmjeničnih mekih i tvrdih segmenata. Ova jedinstvena molekularna arhitektura omogućava TPU -u da kombinira fleksibilnost i elastičnost gume s lakoćom obrade tipične za termoplastiku. Kao rezultat toga, TPU je postao vrlo svestran materijal, koji se koristi u aplikacijama u rasponu od industrijskih komponenti i medicinskih uređaja do obuće i automobilskih dijelova.
Tvrdi segmenti u TPU nastaju reakcijom diizocijanata obično 4,4'-difenilmetan diizocijanata (MDI)-s diolom kratkog lanca, poput 1,4-butanediola, poznatog kao ekstender lanca. S druge strane, meki segmenti sastoje se od poliola dugog lanca poput polietera ili poliestera. Ovi meki segmenti povezuju tvrde segmente i pružaju fleksibilnost i elastičnost.
Tvrdi segmenti djeluju kao fizičke točke umrežavanja i odgovorni su za mehaničku čvrstoću TPU -a, toplinsku stabilnost i otpornost na abraziju. Suprotno tome, meki segmenti tvore fleksibilnu matricu koja TPU -u daje svoje elastično ponašanje i omogućava mu da djeluje dobro pod dinamičkim stresom. Međusobna povezanost između ove dvije vrste segmenata rezultira materijalom koji je i tvrd i fleksibilan.
Zbog razlika u polaritetu, kristalnosti i taljenim točkama, tvrdi i meki segmenti su nespojivi na sobnoj temperaturi, što uzrokuje odvajanje mikrofaza. Ova morfologija odvojena fazom presudna je za izvedbu TPU-a. Tvrdi segmenti obično kristaliziraju i formiraju različite domene unutar meke, amorfne matrice, pojačavajući materijal bez potrebe za kemijskim umrežavanjem.
Kad se TPU zagrijava iznad tališta tvrdih segmenata, postaje viskozna, homogena talina, koja se može obraditi uobičajenim termoplastičnim tehnikama poput ekstruzije, oblikovanja ubrizgavanja i oblikovanja puhanja. Nakon hlađenja, odvajanje faza ponovno se pojavljuje, a materijal vraća svoju čvrstu strukturu i elastična svojstva.
Da bi se postigla termoplastičnost, bitno je da je prosječna funkcionalnost svih komponenti-pripremnih i monomera-blizu 2,00. To osigurava stvaranje linearnih lanaca visoke molekularne mase s minimalnim grananjem ili trajnim umrežavanjem. U ovoj strukturi meki segmenti određuju elastičnost, dok tvrdi segmenti pružaju reverzibilne fizičke umrežene veze, djelujući slično kao punilo ili pojačavajuće točke unutar polimerne matrice.