Какво еСтруктура на термопластичен полиуретан (TPU)?
Термопластичен полиуретан (TPU) е линеен сегментиран блок кополимер, съставен от променливи меки и твърди сегменти. Тази уникална молекулярна архитектура позволява на TPU да комбинира гъвкавостта и еластичността на гумата с лекотата на обработка, характерна за термопластиката. В резултат на това TPU се превърна в много гъвкав материал, използван в приложения, вариращи от индустриални компоненти и медицински изделия до обувки и автомобилни части.
Твърдите сегменти в TPU се образуват чрез реакцията на диизоцианат, най-често 4,4'-дифенилметанов диизоцианат (MDI)-с диол с къса верига, като 1,4-бутандиол, известен като верига удължител. Меките сегменти, от друга страна, се състоят от полиоли с дълги вериги като полиети или полиестери. Тези меки сегменти свързват твърдите сегменти и осигуряват гъвкавост и еластичност.
Твърдите сегменти действат като физически точки за омрежване и са отговорни за механичната якост на TPU, термичната стабилност и устойчивостта на абразия. За разлика от тях, меките сегменти образуват гъвкавата матрица, която дава на TPU еластичното си поведение и му позволява да се представя добре при динамично напрежение. Взаимодействието между тези два типа сегменти води до материал, който е едновременно труден и гъвкав.
Поради разликите в полярността, кристалността и точките на топене, твърдите и меките сегменти са несъвместими при стайна температура, което причинява разделяне на микрофазата. Тази фазово разделена морфология е от решаващо значение за представянето на TPU. Твърдите сегменти са склонни да кристализират и образуват различни домейни в меката, аморфна матрица, подсилвайки материала, без да е необходимо химическо омрежване.
Когато TPU се нагрява над точката на топене на твърдите сегменти, той се превръща в вискозна, хомогенна стопилка, която може да бъде обработена с помощта на конвенционални термопластични техники като екструзия, формоване на инжектиране и формоване на удари. При охлаждане се появява отново фазово разделяне и материалът възвръща плътната си структура и еластичните свойства.
За да се постигне термопластичност, е от съществено значение средната функционалност на всички компоненти-реполимери и мономери-да е близо до 2,00. Това гарантира образуването на линейни вериги с високо молекулно тегло с минимално разклоняване или постоянно омрежване. В тази структура меките сегменти определят еластичността, докато твърдите сегменти осигуряват обратими физически кръстосани връзки, действащи много като пълнител или подсилващи точки в полимерната матрица.