Thermoplastische PolyurethaneAuch als TPUs bekannt, sind eine einzigartige Kategorie von Kunststoff, die durch Polyadditionsreaktionen zwischen Diisocyanaten und einem oder mehreren Diolen erzeugt werden.
Der Begriff thermoplastisch bezieht sich auf ein Material, das beim Erhitzen biegsam und formbar wird und beim Abkühlen verfestigt wird. Thermoplastische Materialien können mehrmals geschmolzen und geformt werden und sind in der Lage, mehrfach wieder aufgebaut zu werden, ohne die strukturelle Integrität zu verlieren.
Der Begriff Polyurethan bezieht sich auf eine nützliche Art von Polymer, die durch Urethanmonomere zusammengeschlossen ist, die über die Reaktion eines Isocyanats und eines Polyols erzeugt werden.
Eigenschaften von thermoplastischem Polyurethan
Thermoplastische Polyurethan -Mischungen verbinden die nützlichen Eigenschaften von Polyurethanprodukten mit Benutzerfreundlichkeit und wiederholbaren Eigenschaften von Thermoplastik, um ein Kunststoff -Ideal für Anwendungen in einer Vielzahl von Feldern und Branchen zu bilden. TPU kann extrudiert oder auf herkömmlichen thermoplastischen Fertigungsgeräten in die Injektion geformt werden, was eine einfache Produktion ermöglicht.
TPUs haben viele klare Vorteile und nützliche Eigenschaften, einschließlich ihrer Abriebfestigkeit, Elastizität, Widerstand gegen Öle und Fettsäuren bei einem weiten Bereich von Temperaturen, Aufprallwiderstand und Flexibilität. TPU ist das ideale Thermoplastik für Niedertemperaturanwendungen, bei denen Abriebfestigkeit und Flexibilität erforderlich sind.
Es gibt zwei Haupttypen von thermoplastischen Polyurethanen: TPUs auf Polyesterbasis und TPUs auf Polyetherbasis. Die beiden Arten von TPUs unterscheiden sich in ihrer Wahl des Weichsegments der Kette, wobei TPUs auf Polyesterbasis traditionell Polyester verwendet, die von Adipinsäureestern stammen, während TPUs auf Polyether-Basis Tetrahydrofuranethers verwenden. Die beiden Arten von TPUs haben auch leicht unterschiedliche Eigenschaften, die bei der Auswahl des idealen Thermoplastiks berücksichtigt werden können.
Wie TPU produziert wird
Thermoplastische Urethane werden durch die chemische Reaktion eines Polyols (langkettiges Diol), ein kurzkettiges Diol, das als Ketten-Extender und Diisocyanat wirkt, erzeugt. Dies führt zu einer abwechselnden Kette mit Substituenten, die als harte und weiche Blöcke bezeichnet werden.
Der kürzere, harte Blockanteil einer TPU besteht aus dem Ketten -Extender und dem Diisocyanat und wirkt als starres, polares Rückgrat für den Kunststoff. Dies führt zu mechanischer Steifheit und Haltbarkeit. Methylen-Diisocyanat (MDI) ist das am häufigsten verwendete Diisocyanat für TPUs, und 1,4-Butandiol (BDO) ist der häufigste Kettenerweiter.
Das Hardblocksegment ist häufig kristallin oder pseudokristallin, was zu einem dreidimensionalen Netzwerk von Vernetzungen innerhalb des Polymers führt. Kovalente Bindungen bilden dieses Netzwerk und ergeben hohe Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit.
Beim Erhitzen leiden die Vernetzung auf und ermöglichen die Form und Extrusion von TPUs durch traditionelle Herstellung. Der weiche Blockabschnitt besteht aus dem langkettigen Diol und erzeugt eine weitere Flexibilität in der TPU. Durch Variieren des Verhältnisses von Softblöcken zu harten Blöcken oder durch Variation der Identität der Blöcke können die physikalischen Eigenschaften der betreffenden TPU geändert werden.