Kas irTermoplastiskā poliuretāna (TPU) struktūra?
Termoplastiskais poliuretāns (TPU) ir lineārs segmentēts bloka kopolimērs, kas sastāv no mainīgiem mīkstiem un cietiem segmentiem. Šī unikālā molekulārā arhitektūra ļauj TPU apvienot gumijas elastīgumu un elastību ar termoplastisko raksturīgo pārstrādi. Tā rezultātā TPU ir kļuvis par ļoti daudzpusīgu materiālu, ko izmanto lietojumos, sākot no rūpnieciskām sastāvdaļām un medicīnas ierīcēm līdz apaviem un automobiļu detaļām.
Cietie segmenti TPU veidojas, reaģējot uz diizocianātu, parasti 4,4'-difenilmetāna diizocianāta (MDI)-ar īsas ķēdes diolu, piemēram, 1,4-butānēdiolu, kas pazīstams kā ķēdes pagarinātājs. No otras puses, mīkstie segmenti sastāv no garu ķēžu polioliem, piemēram, polieteriem vai poliesteriem. Šie mīkstie segmenti saista cietos segmentus un nodrošina elastību un elastību.
Cietie segmenti darbojas kā fiziskas šķērssavienojuma punkti un ir atbildīgi par TPU mehānisko izturību, termisko stabilitāti un nobrāzumu pretestību. Turpretī mīkstie segmenti veido elastīgu matricu, kas TPU piešķir elastīgo izturēšanos un ļauj tai labi darboties dinamiskā stresa apstākļos. Šo divu veidu segmentu mijiedarbība rada materiālu, kas ir gan grūts, gan elastīgs.
Sakarā ar polaritātes, kristāliskuma un kausēšanas punktu atšķirībām cietie un mīkstie segmenti nav savienojami istabas temperatūrā, kas izraisa mikrofāzes atdalīšanu. Šī fāzes atdalītā morfoloģija ir kritiska TPU sniegumam. Cietajiem segmentiem ir tendence izkristalizēt un veidot atšķirīgus domēnus mīkstajā, amorfā matricā, pastiprinot materiālu bez ķīmiskas šķērssavienojuma nepieciešamības.
Kad TPU karsē virs cieto segmentu kušanas temperatūras, tas kļūst par viskozu, viendabīgu kausējumu, ko var apstrādāt, izmantojot parastās termoplastiskās metodes, piemēram, ekstrūziju, iesmidzināšanas veidošanu un pūtēju veidni. Pēc atdzesēšanas atkal notiek fāzes atdalīšana, un materiāls atgūst tās cietās struktūras un elastīgās īpašības.
Lai sasniegtu termoplastiskumu, ir svarīgi, lai visu komponentu-Prepolimēru un monomēru vidējā funkcionalitāte-tuvu 2,00. Tas nodrošina lineāru augstas molekulmasas ķēžu veidošanos ar minimālu sazarošanos vai pastāvīgu šķērssavienojumu. Šajā struktūrā mīkstie segmenti nosaka elastību, savukārt cietie segmenti nodrošina atgriezeniskas fizikālās saites, kas darbojas līdzīgi kā pildviela vai pastiprinoši punkti polimēra matricā.