NedirTermoplastik poliüretanın (TPU) yapısı?
Termoplastik poliüretan (TPU), alternatif yumuşak ve sert segmentlerden oluşan doğrusal segmentli bir blok kopolimerdir. Bu eşsiz moleküler mimari, TPU'nun kauçuğun esnekliğini ve esnekliğini termoplastiklerin tipik işleme kolaylığı ile birleştirmesine izin verir. Sonuç olarak, TPU, endüstriyel bileşenlerden ve tıbbi cihazlardan ayakkabı ve otomotiv parçalarına kadar değişen uygulamalarda kullanılan oldukça çok yönlü bir malzeme haline gelmiştir.
TPU'daki sert segmentler, bir zincir genişletici olarak bilinen 1,4-butanediol gibi kısa zincirli bir diol ile yaygın olarak 4,4'-difenilmetan diizosiyanat (MDI) bir diizosiyanat reaksiyonu ile oluşur. Yumuşak segmentler ise polietler veya poliesterler gibi uzun zincirli poliollerden oluşur. Bu yumuşak segmentler sert segmentleri birbirine bağlar ve esneklik ve esneklik sağlar.
Sert segmentler fiziksel çapraz bağlama noktaları olarak hareket eder ve TPU'nun mekanik mukavemeti, termal stabilitesi ve aşınma direncinden sorumludur. Buna karşılık, yumuşak segmentler, TPU'ya elastik davranışını veren ve dinamik stres altında iyi performans göstermesine izin veren esnek matrisi oluşturur. Bu iki tür segment arasındaki etkileşim, hem sert hem de esnek bir malzeme ile sonuçlanır.
Polarite, kristallik ve erime noktalarındaki farklılıklar nedeniyle, sert ve yumuşak segmentler oda sıcaklığında uyumsuzdur, bu da mikrofaz ayrılmasına neden olur. Bu faz tarafından ayrılmış morfoloji TPU'nun performansı için kritik öneme sahiptir. Sert segmentler, yumuşak, amorf matris içinde kristalleşme ve farklı alanlar oluşturma eğilimindedir ve malzemeyi kimyasal çapraz bağlamaya gerek kalmadan güçlendirir.
TPU, sert segmentlerin erime noktasının üzerinde ısıtıldığında, ekstrüzyon, enjeksiyon kalıplama ve üfleme kalıplama gibi geleneksel termoplastik teknikler kullanılarak işlenebilen viskoz, homojen bir eriyik haline gelir. Soğutma üzerine, faz ayırma tekrar gerçekleşir ve malzeme katı yapısını ve elastik özelliklerini yeniden kazanır.
Termoplastisite elde etmek için, tüm bileşenlerin ön-preepolimerlerinin ve monomerlerin ortalama işlevselliğinin 2.00'e yakın olması esastır. Bu, minimal dallanma veya kalıcı çapraz bağlanma ile doğrusal yüksek moleküler ağırlıklı zincirlerin oluşumunu sağlar. Bu yapıda, yumuşak segmentler esnekliği belirlerken, sert segmentler, dolgu maddesi gibi veya polimer matrisindeki güçlendirici noktalar gibi geri dönüşümlü fiziksel çapraz bağlar sağlar.