Šta jeStruktura termoplastičnog poliuretana (TPU)?
Termoplastični poliuretan (TPU) je linearni segmentirani blok kopolimer sastavljen od naizmjeničnih mekih i tvrdih segmenata. Ova jedinstvena molekularna arhitektura omogućava TPU 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-u formirani su reakcijom diizokanate - najčešće 4,4-difenilmetan diizokanata (MDI) - sa kratkim lancem Diol, poput 1,4-butanediola, poznat kao lančani produžetak. Meki segmenti, s druge strane 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 fizička mjesta ukrštanja i odgovorni su za mehaničku čvrstoću TPU-a, toplinsku stabilnost i otpornost na abraziju. Suprotno tome, meki segmenti čine fleksibilnu matricu koja TPU daje elastično ponašanje i omogućava mu da se dobro izvrši pod dinamičnim stresom. Interpulacija između ove dvije vrste segmenata rezultira materijalom koji je i tvrd i fleksibilan.
Zbog razlika u polaritetu, kristalinity i toplim tačkama, tvrdi i meki segmenti su nespojivi na sobnoj temperaturi, što uzrokuje odvajanje mikrofaze. Ova morfologija koja je razdvojena fazom presudna je za performanse TPU-a. Tvrdi segmenti teže kristaliziraju i formiraju različite domene unutar meke, amorfne matrice, a jačaju materijal bez potrebe za hemijskim križanjem.
Kada se TPU zagrijava iznad tačke tvrdog segmenata, postaje viskozan, homogeni seljak, koji se može preraditi pomoću konvencionalnih termoplastičnih tehnika poput ekstruzije, injekcijskog oblikovanja i puhanje. Nakon hlađenja, fazno odvajanje se pojavljuje ponovo, a materijal se vraća čvrsta struktura i elastična svojstva.
Da bi se postigla termoplastičnost, od suštinskog je značaja da prosječna funkcionalnost svih komponenti-preporucira i monomera - blizu 2,00. To osigurava stvaranje linearnih visokomjenskih lanaca s minimalnim granama ili trajnim prekrivanjem. U ovoj strukturi meki segmenti određuju elastičnost, dok tvrdi segmenti pružaju reverzibilne fizičke križnice, ponašajući se mnogo poput punila ili pojačanih točaka unutar polimernog matrica.