TPUترموپلاستیک الاستومر پلی یورتانی

مشخصات پلی یورتان TPU

تاریخچه پلی یورتان ترموپلاستیک

تی پی یو برای بار اول توسط اوتو  بایر در سال 1973 در آلمان کشف شدند و بعد از آن این مواد به دلیل داشتن  خواص  منحصر به فرد در صنایع مختلف جهانی مطرح شدند. اولین پلی اورتان از  واکنش  دی‌ایزوسیانات تولید شد. آلیتان‌ها ترکیباتی هستند که در ساختار  آنها پیوند  اورتانی وجود دارد. در واقع پلی یورتان یا PU نام عمومی همه  پلیمر هایی  است که دارای پیوند یورتانی می‌باشند.

TPUیک  الاستومر ترموپلاستیک است که قابلیت پردازش ذوب با انعطاف پذیری بسیار  بالایی دارد. این ماده ی ترکیبی به علت سهولت پردازش بسیار بالا و همچنین  استحکام و دوام خوبی که دارد، به عنوان یک عملکرد همه کاره محسوب می شود.  ساختار شیمیایی ترموپلاستیک پلی یورتان شامل بخش های سخت و نرم است که به  وسیله ی زنجیره هایی به هم وصل شده اند.

بخش سخت و نرم پلی یورتان ترموپلاستیک TPU

"پلی یورتان ترموپلاستیک" TPU یک کوپلیمر بلوکی خطی با بخش های سخت و نرم بوده که بخش سخت آن می تواند آروماتیک یا آلیفاتیک باشد. TPU های آروماتیک بر پایه ایزوسیانات های MDI بوده و TPUهای آلیفاتیک بر پایه ایزوسیانات هایی مانند H12MDI می باشند.

 وقتی این ایزوسیانات ها با دی ال هایی با زنجیرهای کوچک ترکیب می شوند  بلوک های سختی را تولید می کنند. بطور معمول پلی یورتان ترموپلاستیک TPU، آروماتیک می باشد، اما زمانی که حفظ رنگ و شفافیت ان ها در مقابل نور خورشید جزو اولویت ها می باشد، می توانند آلیفاتیک نیز باشد.

بخش  نرم می تواند از نوع پلی اتر و یا پلی استر باشد، که این مورد بستگی به  کاربرد محصول نهایی دارد. به عنوان مثال، محیطهای مرطوب به صورت معمول  نیازمند TPU های پایه پلی اتری هستند در حالی که محیط های روغنی و نیازمند مقاومت در مقابل هیدروکربن ها اغلب متقاضی TPU های پایه پلی استری هستند. برای دستیابی به خواص سودمندتر وزن مولکولی،  نسبت و ساختار شیمیایی بخش های نرم و سخت قابل تنظیم و برنامه ریزی است.

خواص پلی یورتان‌ها

خواص پلی یورتان‌ها به شدت به نحوه تولید آن‌ها بستگی دارد. به عنوان   مثال، اگر زنجیره پلی ال (که به عنوان ماده اولیه برای تهیه پلی اورتان   استفاده می‌شود) طولانی و انعطاف پذیر باشد، محصول نهایی نرم و کشسان  خواهد  بود. از طرف دیگر، اگر میزان اتصال عرضی بسیار زیاد باشد، محصول  نهایی پلی  یورتان سخت و سفت خواهد شد. ساختار متقاطع پلی یورتان‌ها به طور  کلی از  شبکه های سه بعدی تشکیل شده است که وزن مولکولی بسیار بالایی را  به پلیمر  نسبت می‌دهند. این ساختار همچنین به دلیل ماهیت ترموست پلیمر  است، زیرا پلی  یورتان معمولاً هنگام قرار گرفتن در معرض گرما نرم یا ذوب  نمی شود. خواص  مواد تی پی یو شامل موارد زیر است:

• چسبندگی فوق العاده بالا با انواع سطوح
• عدم شره کردن در درز های عمودی
• حفظ قابلیت انعطاف در دامنه بسیار وسیع
• غیر سمی و دارای تاییدیه مصرف در مجاورت آب آشامیدنی
• مقاومت بالا در برابر عوامل خورنده
• هزینه کمتر و وزن بسیار سبک
• حمل و نقل آسان و قابلیت عبور تجهیزات ساختمانی
• قابلیت ترمیم پذیری و جذب آب پایین
• عدم تغییر رنگ و ترک خوردگی با گذشت زمان
• قابلیت نورپردازی و رنگ پذیری بالا و سریع
• نصب سریع و آسان در کوتاه ترین زمان ممکن
• قدرت عایق بندی بالا
• پایین بودن قیمت هر کیلو پلی یورتان
• عدم انتشار گاز سمی در هنگام آتش سوزی
• خواص فشردگی خوب 
• مقاومت مضاعف 
• ضربه پذیری 
• سایش 
• هیدروکربنی 

TPU ها ارائه کننده انعطاف پذیری بالا بدون استفاده از روان کننده های و گستره وسیعی از سختی و انعطاف پذیری بالا می باشند. در واقع TPU ها شکاف مواد مورد نیاز با خواص میانه لاستیک ها و پلاستیک ها را پوشش می دهند. 

گستره وسیع خواص فیزیکی و مکانیکی این اجازه را به TPU ها می دهد تا هم به عنوان یک لاستیک سخت و هم به عنوان یک ترموپلاستیک  مهندسی نرم کاربرد داشته باشند. آن ها دارای انعطاف پذیری در دمای پایین و  در برخی از انواع دارای خواص زیست سازگاری، پایداری هیدرولیک، شفافیت نوری،  تاخیراندازی شعله مناسب و خواص ضد استاتیک می باشند.

 ویژگی های دیگر ترموپلاستیک پلی یورتان (TPU) عبارتند از:

• ترموپلاستیک پلی یورتان جزو پلیمرهای شفاف است.
• جزء پلیمرهای پرمصرف جهان محسوب می شود.
• از واکنش ایزوسیانات و پلی ال ها تولید می شود.

در حقیقت TPU در صنایع بسیار گوناگونی به کار گرفته می شود. برخی از ویژگی های بارز و منحصر به فرد ترموپلاستیک پلی یورتان که سبب توسعه ی کاربردهای آن شده است عبارتند از:

• مقاومت بالا در برابر سایش
• مقاومت بی نظیر در برابر سرما و گرما
• استحکام مکانیکی بالا
• مقاومت در برابر انواع روغن ها، اکسیژن و ..
• انعطاف پذیری بسیار خوب در دمای پایین
• و ...
• 
  

در واقع این ترموپلاستیک فوق  العاده کاربردی را در گریدهای متنوع (TPU ) در صنایع مختلف گوناگون همچون (  روکش چرخ های صنعتی، قطعات خودرو، فیلم و ورق، زیره ی کفش، لوله های  انتقال سیالات، لوازم خانگی، قطعات الکترونیک، قطعات و لوازم خانگی، روکش  چرخ های صنعتی، جهت تولید کمربندهای رانندگی، پوشش کابل و سیم و ... )  تولید و استفاده می کنند.

مزایای مواد TPU

پلی یورتان‌ها قابلیت تبدیل شدن به فوم را دارند (که یکی از مطلوب ترین  خواص آنهاست). این کار با تسهیل تولید گاز (معمولا دی اکسید کربن) در طی  فرآیند پلیمریزاسیون یورتان انجام می‌شود. یکی دیگر از مزایای پلی یورتان  این است که فوم های میکروسلولی با چگالی بالا از پلیمر را می‌توان بدون هیچ  عامل دمنده تولید کرد.

 کاربرد پلی یورتان ترموپلاستیک  TPU

خواص مورد اشاره در مقاله فوق موجب استفاده ازTPU ها در صدها کاربرد مختلف می شود

پوشش  شیشه ای دکراتیو، قطعات جانبی بدنه خودروها، چرخ های کوچک (فرغون، تخت  بیمارستان و …)، قطعات تیونیگ و سرپلوس خودرو، تسمه های اتومبیل، فیلم و  ورق، شیلینگ آتشنشانی، لوله های انعطاف پذیر، تجهیزات تولید مواد غذایی،  کفش و زیره کفش های ورزشی، شیلنگ های هیدرولیک، آب بندهای هیدرولیک، قایق  های تیوبی، چرخ های اسکیت، ابزارهای مغناطیسی، لوله‌ها و ابزارآلات پزشکی،  غلطک‌های کورد استفاده در معدن کاری، لوازم ورزشی، تجهیزات غواصی و شنا،  پوشش TPU بر روی پارچه، پوشش محافظ کابل و سیم، محافظ گوشی تلفن همراه، محافظ صفحه کلید رایانه

PU_Elastomers_Guide_to_TPU.pdf