termoplastisk polyuretan

Termoplastisk polyuretan (TPU) er en høytytende termoplastisk elastomer med unike doble egenskaper som gummielastisitet og plastisk bearbeidbarhet. TPU ble først utviklet i 1937 og har blitt et av de raskest voksende og mest allsidige polymermaterialene innen moderne industri. I motsetning til konvensjonell termoherdende polyuretan som ikke kan støpes på nytt etter herding, har TPU reversibel termisk plastisitet: den mykner og blir støpbar når den varmes opp, og herder til en stabil fast tilstand når den avkjøles, noe som muliggjør gjentatt bearbeiding og resirkulering uten betydelig tap av strukturelle og mekaniske egenskaper. Kjemisk er TPU en segmentert blokk-kopolymer syntetisert gjennom polyaddisjonsreaksjonen av diisocyanater, langkjedede polyoler (polyeter eller polyester) og småmolekylære kjedeforlengere. Dens molekylære struktur består av vekslende harde segmenter og myke segmenter, som gir TPU omfattende og justerbare ytelsesfordeler som skiller den fra andre elastomerer.

Den unike ytelsen til TPU stammer fra dens mikrofaseseparasjonsstruktur dannet av harde og myke segmenter. De harde segmentene, som består av uretangrupper, danner fysiske tverrbindingspunkter gjennom intermolekylær hydrogenbinding, noe som gir TPU høy strekkfasthet, stivhet, slitestyrke og varmebestandighet. De myke segmentene, hovedsakelig laget av lange kjeder av polyeter eller polyester, gir materialet utmerket fleksibilitet, elastisitet, lavtemperaturmotstand og seighet. Forholdet mellom harde og myke segmenter kan justeres fleksibelt under produksjonen, slik at produsenter kan tilpasse TPU-produkter med ulik hardhet, elastisitet og mekaniske egenskaper for å tilpasse seg ulike industrielle krav. Basert på myke segmenttyper er kommersiell TPU hovedsakelig delt inn i polyester TPU, polyeter TPU og blandet TPU, hver med målrettede bruksscenarier.

Utmerket elastisitet og mekaniske egenskaper: TPU har høy elastisitet, enestående strekk- og rivestyrke og sterk kompresjonsmotstand. Den tåler gjentatt bøying og strekking uten permanent deformasjon, langt bedre enn vanlige gummi- og plastmaterialer. – Overlegen slitasje- og ripemotstand: Med en av de beste slitestyrkene blant vanlige elastomerer, er TPU mye brukt i slitesterke deler som krever langvarig service. – God kjemisk stabilitet: Den viser sterk motstand mot olje, vann, fortynnet syre, fortynnet alkali og de fleste organiske løsemidler, og opprettholder stabil ytelse i komplekse kjemiske miljøer. – Utmerket miljøtilpasningsevne: Polyeter-TPU har enestående hydrolysemotstand og lavtemperaturseighet, mens polyester-TPU har bedre oljebestandighet og mekanisk stabilitet. Alle TPU-materialer har god værbestandighet og motstår aldring forårsaket av ultrafiolette stråler og temperaturendringer. – God prosesserbarhet og resirkulerbarhet: Den støtter tradisjonelle termoplastiske prosesseringsteknologier, inkludert sprøytestøping, ekstrudering, blåsestøping og kalandrering. Avfalls-TPU-materialer kan smeltes og resirkuleres, i samsvar med grønne og bærekraftige produksjonskonsepter.

Polyester TPU: Karakterisert av høy mekanisk styrke, god oljebestandighet, slitestyrke og aldringsbestandighet. Den er mye brukt i industrielt tilbehør, skomaterialer, tetningsdeler og stive elastiske produkter. – Polyeter TPU: Har utmerket hydrolysebestandighet, fleksibilitet ved lav temperatur, antibakterielle og muggbestandige egenskaper, samt lav tetthet. Den er ideell for vannmiljøutstyr, medisinsk utstyr, fleksible rørledninger og utendørsprodukter. – Spesiell funksjonell TPU: Inkluderer flammehemmende TPU, ledende TPU, høytemperaturbestandig TPU og biobasert TPU. I de senere årene har biobasert TPU laget av fornybare råvarer utviklet seg raskt og blitt et bærekraftig alternativ til tradisjonell fossilbasert TPU.

Takket være sin tilpassbare ytelse og omfattende fordeler har TPU penetrert en rekke bransjer. I forbruksvareindustrien brukes det i sportsskosåler, beskyttelsesetui, elastiske belter og sportsutstyr. I industriell produksjon fungerer det som slitesterke transportbånd, hydrauliske slanger, tetningspakninger og mekaniske dempende deler. I bilindustrien brukes TPU på interiørdeler i biler, vanntette og støtdempende komponenter og utvendige beskyttende belegg. I tillegg er det mye brukt i medisinsk utstyr, elektronisk tilbehør, luftfartsmaterialer og ny energiindustri.

Med fremskrittene innen grønne miljøvernpolitikker og industriell oppgradering beveger TPU-industrien seg mot høy ytelse, funksjonalisering og bærekraft. Forskning på og anvendelse av biobasert TPU, nedbrytbar TPU og lavkarbonproduksjonsteknologier har blitt vanlige retninger. Samtidig utvikles modifisert TPU med høy flammehemming, høy temperaturbestandighet og ultralav temperaturseighet kontinuerlig for å møte de strenge kravene til avanserte produksjonsfelt som nye energikjøretøyer og luftfart.