De kracht van thermoplastisch polyurethaan (TPU) onthullen: een veelzijdig elastomeer

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is uitgegroeid tot een fundamenteel engineering- en productiemateriaal vanwege de combinatie van eigenschappen. Dit artikel richt zich op enkele kenmerken van TPU die het een bruikbaar elastomeer maken in veel industrieën. We onderzoeken de mechanische eigenschappen van TPU naast de anti-slijtage- en chemische eigenschappen, die ook cruciaal zijn voor een breed scala aan toepassingen. Het potentieel om standaardmaterialen te vervangen bij de productie van schoenen, auto-onderdelen en zelfs elektronische apparaten toont de ware reden voor populariteit op de huidige markt. Dit materiaal is bescheiden geclassificeerd omdat het ingewikkeld is en om talloze redenen wordt gebruikt. Ga met ons mee terwijl we de vele kenmerken en functies van TPU nader bekijken en een van de bouwstenen van de hedendaagse materiaalkunde ontdekken.

Wat is Thermoplastisch Polyurethaan (TPU) en hoe wordt het geproduceerd?

 

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) is een elastomeer met eigenschappen in zowel rubber als kunststof en wordt gekenmerkt door hoge elasticiteit, rekbaarheid en slijtvastheid. Het wordt vervaardigd door een polymerisatieproces van diisocyanaten, polyolen en ketenverlengers. De zorgvuldige selectie van deze componenten stelt TPU in staat om verschillende hardheids- en prestatiespecificaties te bereiken, waardoor het toepasbaar is voor talloze toepassingen. Het legt de nadruk op de controle van reactieparameters, die het molecuulgewicht en de fysieke eigenschappen van de geproduceerde polymeren bepalen.

Definitie en chemische samenstelling van TPU

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) wordt geclassificeerd als een groep polymeren die gevormd worden door de reactie van een diisocyanaat met een of meerdere diolen van een lange of korte keten. Thermoplastisch polyurethaan bestaat uit een driefasenstructuur, voornamelijk harde segmenten gemaakt door diisocyanaten en zachte segmenten van polyolen met ketenverlengers die de verbindingen tussen de drie vormen. De harde segmenten bestaan ​​meestal uit diisocyanaten zoals tolueen-2,4-diisocyanaat of hexamethyleendiisocyanaat. De zachte segmenten bestaan ​​daarentegen uit polyether- of polyesterpolyolen, die respectievelijk flexibiliteit en elastomere eigenschappen geven. Kleine moleculen, meestal glycolen zoals butaandiol, bekend als ketenverlengers, veranderen de thermische en mechanische binding van het polymeer. De polymeerfabrikanten kunnen spelen met de combinatie en concentraties van netwerken, wat leidt tot verschillende TPU's die meerdere doeleinden kunnen dienen. Het amine-beëindigde polystyreen-polyethyleenoxide multi-blokcopolymeer neemt Shore-hardheidswaarden aan van ongeveer tussen 60A en 85D. Dit maakt het geschikt voor toepassingen waarbij verschillende niveaus van stijfheid en flexibiliteit vereist zijn. Dergelijke moleculaire verhoudingen die worden onderscheiden door geavanceerde precisie zijn de bron van dergelijke verschillende eigenschappen en definiëren TPU.

De polyadditiereactie bij de productie van TPU

De polyadditiereactie is een van de essentiële fasen in de vorming van thermoplastisch polyurethaan of TPU. De condensatiereactie tussen diisocyanaten en diolen vormt in dit geval urethaanverbindingen, die vitale eenheden zijn van de TPU-polymeerstructuur. Het bestaat meestal uit stapsgewijze polymerisatie waarbij isocyanaatgroepen van een diisocyanaat reageren met de hydroxylgroepen van een diol. In de meest voorkomende gevallen van deze reactie worden isocyanaat- en hydroxylgroepen in bepaalde verhoudingen gemengd om verbindingen van de juiste kwaliteit te produceren en ook de verhouding tussen harde en zachte segmenten te behouden, wat op zijn beurt naar verwachting de mechanische eigenschappen en thermische prestaties van het resulterende polymeer beïnvloedt. Op deze manier kunnen de juiste soorten TPU worden gesynthetiseerd door de reactietemperatuur, de hoeveelheid toegevoegde katalysatoren en de stoichiometrische verhoudingen van de uitgangsmaterialen strikt te controleren.

Belangrijkste componenten: diisocyanaten, diolen en ketenverlengers

Diisocyanaten

Bij de productie van TPU's zijn diisocyanaten essentieel omdat ze een van de belangrijkste reactanten zijn die de vorming van urethaanverbindingen mogelijk maken. De meest voorkomende diisocyanaten die worden gebruikt bij de synthese van TPU's zijn methyleendifenyldiisocyanaat (MDI) en tolueendiisocyanaat (TDI). Deze verbindingen werden geselecteerd vanwege hun actieve isocyanaatgroepen, die helpen bij het vormen van sterke polymeerketens. MDI is bijvoorbeeld de voorkeursverbinding omdat het een goede combinatie van stijfheid en verwerkingsgemak heeft, wat belangrijk is in situaties waarin sterkte van het materiaal nodig is.

diolen

Diolen zijn de tweede belangrijke reactant bij de vorming van TPU, waarbij hydroxylgroepen op de diolen nodig zijn om een ​​polyadditiereactie met diisocyanaten mogelijk te maken. De meest gebruikte zijn polyesterdiolen en polyetherdiolen, die verschillende eigenschappen hebben in TPU. Polyesterdiolen geven het materiaal een betere hittebestendigheid en betere mechanische eigenschappen, terwijl polyetherdiolen de elasticiteit en hydrolysebestendigheid verbeteren. Het type diol is een van de factoren die niet alleen de fysieke afmetingen van de TPU kunnen beïnvloeden, maar ook de prestaties van de TPU in bepaalde omgevingen kunnen bepalen.

Kettingverlengers

Ketenverlengers zijn diolen of diaminen met een laag moleculair gewicht die worden opgenomen tijdens de synthese van TPU om het moleculair gewicht te verhogen en de eigenschappen van het thermoplastische elastomeer te verbeteren. De toevoeging van dergelijke verbindingen vergroot de lengte van de polymeerketens en verhoogt zo de stijfheid, treksterkte en taaiheid van het materiaal. Voorbeelden van ketenverlengers zijn 1,4-butaandiol (BDO) en ethyleenglycol. De ketenverlengers moeten zorgvuldig worden geselecteerd en gemeten om de aanpassing van de uiteindelijke eigenschappen van het TPU mogelijk te maken, en daarom kunnen materialen worden geproduceerd volgens specifieke industriële behoeften.

Wat zijn de unieke eigenschappen van thermoplastisch polyurethaan?

Mechanische eigenschappen en elasticiteit van TPU

Polyurethaanelastomeer, met name polyurethaan thermoplastisch elastomeer, is een materiaal dat een hoge slagvastheid, goede slijtvastheid en een gemakkelijke rekbaarheid heeft. Het is elastisch genoeg om rek tot een redelijke afstand te weerstaan ​​en permanente vervorming te voorkomen, waardoor het geschikt is voor toepassingen waar rekbestendige stoffen vereist zijn. Trekbelasting en slijtage van het materiaal verbeteren ook de prestaties in veel industriële toepassingen, met name in auto-onderdelen en consumentenelektronica.

Slijtvastheid en duurzaamheid

Een van de meest besproken en ideale aspecten van Thermoplastisch Polyurethaan (TPU) is de slijtvastheid, waardoor het geschikt is voor eindproducten die gevoeliger zijn voor schade. Gezien de slijtage, ondergaat TPU een enorme weerstand in vergelijking met andere polymeren, zoals elastomeren en polyvinylchloride (PVC), bijvoorbeeld. Deze taaiheid kan worden toegeschreven aan de microstructuur van het materiaal, die zowel harde als zachte segmenten combineert, zodat met spanningsverdeling over het grootste deel van het materiaal, oppervlaktefalen wordt vermeden. Volgens de Taber-slijtagetest kunnen sommige thermoplastische polyurethanen slijtageniveaus van meer dan 80 mg per 1000 cycli weerstaan, wat duidt op een aanzienlijke hoeveelheid spanning op het materiaal zonder te falen.

Wat betreft de levensduur, TPU toont een grote weerstand tegen slijtage bij gebruik in verschillende omgevingen gedurende een lange periode. Het is bestand tegen chemicaliën, oliën en vetten, evenals tegen temperatuurschommelingen, en kan dus voor meerdere doeleinden worden gebruikt. Deze kenmerken spelen een cruciale rol bij het verbeteren van de effectiviteit van TPU, zelfs na gebruik gedurende langere periodes, zonder de fysieke en mechanische eigenschappen te veranderen in uitdagende situaties zoals transportbanden, schoenen en coatings.

Chemische en hydrolysebestendigheid

Thermoplastische polyurethanen zijn bestand tegen chemische aanvallen en hydrolyse, deze gecombineerde eigenschappen maakten ze bruikbaar in zware omgevingen. Het is ook stabiel in verschillende andere chemicaliën, waaronder oliën, brandstoffen en een groot aantal oplosmiddelen, en als zodanig zouden dergelijke toepassingen niet in gevaar komen door blootstelling aan deze stoffen. De hydrolysebestendigheid van TPU, dat wil zeggen de bestendigheid tegen chemische aanvallen door water, is wat het daadwerkelijk onderscheidt van andere thermoplastische materialen. Dit specifieke aspect maakt het duurzamer en betrouwbaarder, vooral in natte of vochtige omstandigheden waarin het zijn fysieke sterkte behoudt. Deze eigenschap is belangrijk voor afdichtingen, industriële voeringen en componenten die in contact komen met water en/of stoom, omdat op TPU gebaseerde producten nog steeds zouden werken met minimale kans op falen door corrosie.

Waarin verschilt TPU van andere thermoplastische elastomeren?

TPU vergelijken met andere thermoplastische materialen

Thermoplastische schuimen hebben onderscheidende kenmerken waardoor ze zich onderscheiden van andere soorten thermoplastische elastomeren, waardoor ze economisch voordelig zijn in een breed scala aan industriële toepassingen. Hieronder vindt u een grondige analyse van het verschil tussen gangbare thermoplastische schuimen en TPU-schuimen.

Polyethyleen (PE)

• Flexibiliteit: Minder flexibel dan typisch thermoplastisch schuim, waardoor ze niet geschikt zijn voor toepassingen waarbij elasticiteit vereist is.
• Chemische weerstand: Heeft een groter bereik aan chemische bestendigheid, maar nog steeds minder dan thermoplastisch polyurethaan.
• Temperatuursbestendigheid: Geschikt voor toepassingen met lage temperaturen, omdat het een lager smeltpunt heeft.

Polypropyleen (PP)

• Kracht: Het heeft een redelijke mechanische sterkte, maar thermoplastisch polyurethaan staat erom bekend beter bestand te zijn tegen slijtage en andere vormen van impact.
• Weerstand tegen chemicaliën: Het heeft een algemene chemische bestendigheid, maar thermoplastisch polyurethaan is beter bestand tegen olie en vet.
• toepassingen: Geschikt voor gebruik in de auto-onderdelenindustrie en met name in verpakkingen, aangezien ze niet veel uitbreidbaarheid toelaten.

Polyvinylchloride (PVC)

• Flexibiliteit: Denaturatie zorgt ervoor dat het makkelijk om te draaien is, maar het heeft wel invloed op de levensduur vanwege de weekmakers.
• Duurzaam: Vergeleken met thermoplastisch polyurethaan heeft het geen hoog temperatuurbereik voor duurzaamheid.
• Milieu-impact: Dit komt door de chlooreigenschappen en de impact die het kan hebben.

Thermoplastische Vulcanisaten (TPV)

• Elasticiteit: vergelijkbaar met thermoplastisch polyurethaan en kan worden gebruikt in TPU's, maar presteert minder goed in omgevingen met agressieve chemische stoffen.
• Thermische weerstand: Geeft warmte op een vergelijkbare manier door als thermoplastisch polyurethaan, maar is minder effectief bij lage temperaturen.
• Gebruik Gevallen: Deze bevinden zich meestal in auto-afdichtingen en beschermende tochtstrips.

Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS):

• Impact weerstand: Het heeft een gemiddelde elasticiteit en is bestand tegen spanning, waardoor het een goede slagvastheid heeft, net als TPU.
• Chemische stabiliteit: Heeft een zwakkere chemische en hydrolysebestendigheid dan TPU.
• toepassingen: Wordt voornamelijk gebruikt voor elektronica- en auto-onderdelen.

Dankzij de gunstige elastomeereigenschappen die niet afnemen bij veranderende elastomeeromstandigheden, onderscheidt TPU zich van de rest van deze thermoplastische materialen bij gebruik onder zware omgevingsomstandigheden. Tegelijkertijd vertoont het een uitstekende flexibiliteit en taaiheid in snelgroeiende toepassingsgebieden.

Het voordeel van smeltverwerkbaarheid

Thermoplastische polyurethanen zijn smeltverwerkbare polyurethanen en ze zijn TPU die unieke voordelen met zich meebrengen. Deze eigenschap zorgt ervoor dat TPU eenvoudig kan worden gevormd door middel van standaard thermoplastische verwerkingstechnologieën zoals spuitgieten, extrusie en blaasvormen. Hierdoor profiteren fabrikanten van lagere kosten en snellere tijden. Bovendien verhoogt de smeltverwerkbaarheid ook de recycleerbaarheid van TPU, waardoor dit materiaal kan worden verwerkt en hergebruikt, en zo de gestelde doelen voor duurzaamheid worden bereikt. Dit vermogen en de snelheid van de productieprocessen maken dat TPU wordt beschouwd als een sterke kandidaat voor verschillende industriële toepassingen.

Recycleerbaarheid en milieuoverwegingen

Thermoplastisch polyurethaan (TPU) zou ook de recyclebaarheid moeten dienen vanwege zijn duurzame compatibiliteit. Omdat TPU smeltverwerkbaar is, kan het gemakkelijk worden verwerkt en dus worden hergebruikt, wat de fabrikanten ertoe aanzet om afval en afhankelijkheid van nieuwe grondstoffen te minimaliseren. Deze eigenschap komt overeen met de milieudoelstellingen door het mogelijk te maken om een ​​circulaire levenscyclus te creëren waarin TPU-producten meerdere keren kunnen worden gereviseerd. In tegenstelling tot sommige andere materialen die het risico lopen om te worden gerecycled, maar hun kwaliteit verliezen in het proces, heeft TPU de neiging om de processen te weerstaan ​​die dezelfde normen garanderen. Bovendien verbeteren nieuwe benaderingen van chemische recycling de levensvatbaarheid van TPU voor recycling, wat ook gunstig is voor het beperken van de eco-effectiviteit van zowel de productie- als de afvalfase. Deze mogelijkheden definiëren TPU als een duurzame materiaaloptie voor consumptie in verschillende industriële branches.

Wat zijn de belangrijkste soorten thermoplastisch polyurethaan?

Polyether-gebaseerd versus polyester-gebaseerd TPU

Op basis van de polyolen die bij de bereiding worden gebruikt, is thermoplastisch polyurethaan (TPU) in twee belangrijke subcategorieën ingedeeld: polyether TPE of polyester TPE. Elk type heeft onderscheidende eigenschappen, waardoor het voor specifieke toepassingen in aanmerking komt.

Polyether-TPE:

• Hydrolysebestendigheid: Een unieke eigenschap van TPU op basis van polyether is dat het bestand is tegen hydrolyse, waardoor het in natte of vochtige omgevingen kan worden gebruikt.
• Flexibiliteit bij lage temperaturen: Deze variant heeft bovendien de eigenschap flexibel te zijn, zelfs bij lage temperaturen, wat handig is bij werkzaamheden in koude landen.
• Microbiële resistentie: Deze variant heeft bovendien een sterke weerstand tegen microbiële afbraak, waardoor deze geschikt is voor zowel medisch gebruik als buitengebruik.
• Slijtagebestendigheid: Polyether biedt een superieure slijt- en schuurbestendigheid en wordt daarom gebruikt in toepassingen zoals auto-onderdelen, afdichtingen en pakkingen.

Polyester-TPE:

• Chemische weerstand: Het is zeer goed bestand tegen chemicaliën, oliën en zelfs brandstof, waardoor het ideaal is voor omgevingen waarin men vaker met deze stoffen in contact komt.
• Prestaties op hoge temperatuur: Dit type kan hogere temperaturen weerstaan ​​voordat er sprake is van degradatie. Het is daarom handig voor toepassingen waarbij een hoge hittebestendigheid vereist is.
• Treksterkte: In vergelijking met polyester TPE heeft dit type een hogere treksterkte en is het geschikt voor toepassingen met draagvermogen en kritische mechanische eigenschappen.
• Kost efficiëntie: Polyester TPE is doorgaans goedkoper dan polyether TPE vanwege de brede toepasbaarheid in veel industrieën.

Door de verschillen tussen deze twee soorten TPU te begrijpen, kunnen professionals in de sector het juiste materiaal kiezen voor de omgevingsomstandigheden en de vereisten van hun toepassingen.

Alifatisch versus aromatisch TPU

Alifatisch TPU:

• UV-stabiliteit: Aliphatic TPU staat bekend om zijn hoge mate van UV-stabiliteit. Deze eigenschap maakt het ideaal voor buitentoepassingen waarbij contact met de zon een rol speelt. Een dergelijke eigenschap zorgt ervoor dat de kleur en transparantie van het materiaal behouden blijven tijdens het gebruik.
• Optische helderheid: Dit type TPU heeft de eigenschap om optische helderheid te bereiken, waardoor het gebruikt kan worden in toepassingen zoals telefoonhoesjes en optische lenzen waarbij doorzichtigheid belangrijk is.
• Kostenoverweging: Alifatisch TPU kan vanwege zijn eigenschappen ook vrij duur zijn. Ook hiermee moet rekening worden gehouden bij de keuze van het materiaal.

Aromatisch TPU:

• Kost efficiëntie: Aromatisch TPU is minder kostbaar dan alifatisch TPU en kan daarom de voorkeur genieten in toepassingen waarbij niet zoveel aandacht is voor UV-stabiliteit.
• Hoge mechanische eigenschappen: Het heeft goede mechanische eigenschappen, zoals slijt- en schuurvastheid, wat essentieel is in een aantal industriële toepassingen.
• Vergeling onder UV-blootstelling: Een van de grootste nadelen van acryl TPU is dat het vergeelt bij contact met UV-licht. Dit is esthetisch niet mooi bij buitentoepassingen, aangezien de meeste daarvan langdurig zijn.

Door de verschillen tussen alifatische en aromatische typen TPU te begrijpen, kunnen fabrikanten en ontwerpers weloverwogen beslissingen nemen over het benodigde type materiaal en kunnen ze kostenoptimalisatie, esthetische en milieuoptimalisatie bereiken die aansluiten op hun vereisten.

Wat zijn de meest voorkomende verwerkingsmethoden voor TPU?

Spuitgiettechnieken voor TPU

Er zijn drie essentiële stappen bij de integratie van TPU in spuitgieten: het verwarmen van de TPU-korrels totdat ze gesmolten zijn, waarbij het gesmolten materiaal in een mal wordt gedwongen en het onderdeel uiteindelijk wordt afgekoeld om een ​​gestolde structuurvorm te verkrijgen. Dit is noodzakelijk omdat het materiaal kan worden afgebroken als de temperatuur op enigerlei wijze wordt verstoord. Normaal gesproken worden schroeftype spuitgietmachines gebruikt waarin de druk en de stroomsnelheid constant blijven. TPU moet worden geïnjecteerd met een dergelijke malconfiguratie dat rekening wordt gehouden met de relevante krimpeigenschappen die aan TPU worden toegeschreven.

Extrusieprocessen en toepassingen

De thermoplastische polyurethanen (TPU) in de korrelvorm worden eerst door een extrusie geleid waarbij een verwarmde cilinder wordt gebruikt. Deze smelt de thermoplastische polyurethanen om de producten door de gebruikte matrijs te duwen. Dit is mogelijk omdat het dwarsdoorsnedeprofiel van de items constant is. Buizen, profielen en kabelcoatings zijn enkele van de items die met deze methode worden geproduceerd. Om de materiaaleigenschappen te beïnvloeden en de kwaliteit van het eindproduct aan de normen te laten voldoen, moeten de temperatuur en de schroefsnelheid in het extrusieproces nauwkeurig worden geregeld. Ook moet de matrijsvorm zo worden ontworpen dat de vorm kan worden gereproduceerd met minimale weerstand tegen de stroming.

Welke industrieën profiteren van het gebruik van thermoplastisch polyurethaan?

Automobieltoepassingen van TPU

In de automobielindustrie is thermoplastisch polyurethaan (TPU) van groot belang vanwege de interessante eigenschappen in combinatie met functionaliteit. TPU wordt bijvoorbeeld veel gebruikt voor dashboards, instrumentenpanelen en deurbekleding in voertuigen vanwege het vermogen om gemakkelijk te worden gevormd en verschillende oppervlaktekleuren en -texturen te bieden, waardoor het esthetisch moet zijn en bescherming tegen slijtage moet bieden. Bovendien is TPU ook bestand tegen koolwaterstoffen en andere milieuverontreinigende stoffen, waardoor TPU bruikbaar is in componenten zoals pakkingen, afdichtingen en slangen, die een hoge thermische weerstand vereisen. Statistieken geven aan dat de automobielindustrie verantwoordelijk is voor ongeveer een kwart van de wereldwijde TPU-markt, wat het belang ervan onderstreept. Gezien de eigenschappen van materialen op basis van TPU, ligt het bereik van operationele temperaturen tussen -40 °C en 120 °C, wat TPU's betrouwbaar maakt in een breed scala aan klimatologische omstandigheden. Bovendien zorgen dergelijke materialen voor een afname van de massa van voertuigen, wat het brandstofverbruik verbetert - een belangrijke vereiste in de context van steeds strengere emissiewetgeving. Concluderend kunnen we zeggen dat het gebruik van TPU-materialen bij het ontwerp en de productie van auto-onderdelen en -componenten de prestaties, veiligheid en ecologische impact van het voertuig aanzienlijk verbetert.

TPU in schoenen en sportartikelen

Hoewel er veel materialen beschikbaar zijn, heeft thermoplastisch polyurethaan (TPU) een unieke reputatie, met name op het gebied van sportschoenen en fitness, omdat het een aantal unieke materiaaleigenschappen heeft. In het geval van schoenen wordt TPU op veel plaatsen in schoenen gebruikt, voornamelijk vanwege de elasticiteit, slijtvastheid en de dempende ondersteuning. Deze eigenschappen zijn het meest geschikt voor de productie van tussenzolen, buitenzolen en ondersteuningsstructuren in een sportschoen. Bovendien garanderen de vertrouwde duurzaamheid en elasticiteit van TPU dat de schoenen niet slijten, zelfs niet na extreem gebruik. In de context van sportartikelen wordt TPU, vanwege de veelzijdigheid en sterkte, gebruikt bij het maken van opblaasbare ballen, beschermende kleding en slangen voor sportuitrusting. TPU heeft ook een effectieve slagvastheid en is lichtgewicht, die beide een belangrijke rol spelen bij de productie van producten die de prestaties en het comfort voor de gebruiker verhogen, maar hoge veiligheidsnormen hebben.

Medisch en industrieel gebruik van TPU

Vanwege de biocompatibiliteit, elasticiteit en mechanische sterkte wordt thermoplastisch polyurethaan (TPU) steeds vaker gebruikt in industriële en medische afdelingen. Vanwege hun elastische eigenschappen en het vermogen om bacteriële infecties te voorkomen, worden TPU's veel gebruikt bij de productie van katheters, chirurgische instrumenten en ademende wondverbanden in de medische sector. Deze eigenschappen garanderen de veiligheid van de patiënt en garanderen het comfort van een individu, waardoor TPU een geliefd materiaal is voor een breed scala aan medische hulpmiddelen. In een industriële omgeving wordt thermoplastisch polyurethaan (TPU) verwerkt in de productie van slangen, afdichtingen en transportbanden vanwege de slijtvastheid, chemicaliën- en slagvastheid. De veerkracht tegen extreme omgevingen maakt het ook nuttig in de mijnbouw, productie en de automobielsector, waar prestaties en duurzaamheid van cruciaal belang zijn. De brede reikwijdte van TPU's eigenschappen draagt ​​verder bij aan de groei ervan in termen van nieuwe ideeën en uitbreiding voor toepassing in verschillende velden.

Referentiebronnen

thermoplastisch polyurethaan

Kunststof

Polymeer

Topfabrikant van TPU-hotmeltlijmfolie in China

Veelgestelde vragen (FAQ's)

V: Wat zijn de belangrijkste voordelen van TPU?

A: De belangrijkste kwaliteiten van TPU zijn goede mechanische eigenschappen, goede flexibiliteit bij wisselende temperaturen en slijtvastheid en olie- en vetbestendigheid. Het is ook recyclebaar en dus milieuvriendelijk. TPU wordt veel gebruikt omdat het de taaiheid van plastic en de zachtheid van rubber heeft. Ook kunnen additieven in TPU worden opgenomen om formuleringen te creëren die vlamwerend zijn, wat bijdraagt ​​aan het scala aan materialen dat kan worden gebruikt.

V: Wat is het productieproces van TPU?

A: TPU wordt gemaakt tijdens een polyadditiereactie tussen een diisocyanaat en een of meerdere diolen. Deze actie resulteert in de synthese van een copolymeer met afwisselend harde en zachte segmenten. De harde segmenten bestaan ​​voornamelijk uit diisocyanaat plus wat diol met een laag moleculair gewicht, terwijl de zachte segmenten voornamelijk uit polyether of polycarbonaat bestaan. Dit is de belangrijkste reden dat TPU zowel stijve als flexibele eigenschappen heeft.

V: Welke soorten TPU zijn er?

A: Er zijn drie hoofdklassen TPU: polyester, polyether en polycaprolacton. Elk type heeft bepaalde kenmerken en is geschikt voor gekozen toepassingen. Polyester TPU's hebben bijvoorbeeld redelijke mechanische eigenschappen samen met oliebestendigheid, terwijl polyether TPU's flexibel zijn bij lage temperaturen en beter bestand zijn tegen hydrolyse. Polycaprolacton TPU's zitten qua eigenschappen tussen polyester en polyether in.

V: Waarom wordt TPU geclassificeerd als een smeltverwerkbaar thermoplastisch elastomeer?

A: TPU kan worden beschouwd als een thermoplastisch elastomeer dat op veel verschillende manieren kan worden gesmolten en verwerkt, zoals injectie, extrusie en blaasvormen, met weinig effect op de eigenschappen. Deze eigenschap is kenmerkend voor materialen die als TPE zijn gelabeld. Een ander kenmerk van deze groep elastomeren is dat er geen crosslinking optreedt tijdens de verwerking, zoals het geval is bij thermohardende elastomeren, waardoor recycling en productie eenvoudig zijn.

V: Wat zijn enkele veelvoorkomende toepassingsgebieden van thermoplastisch polyurethaan?

A: TPU heeft een breed scala aan toepassingen in veel sectoren. Het wordt gebruikt in schoenen voor rappers en zolen, exterieur en interieur van auto's, kabelmantels in elektronica, medische apparaten en sportactiviteiten. TPU wordt ook gebruikt in industriële toepassingen zoals hydraulische afdichtingen, transportbanden en industriële slangen. Het kan worden gebruikt voor zowel stijve als flexibele toepassingen en als een zacht aanvoelend oppervlak voor harde plastic componenten.

V: Wat is het onderscheidende kenmerk dat TPU onderscheidt van andere elastische materialen?

A: Het omvat een unieke combinatie van eigenschappen die niet aanwezig zijn in andere elastomere materialen; TPU heeft bijvoorbeeld een betere scheursterkte dan siliconenelastomeren, een betere slijtvastheid dan veel rubbers en een betere olie- en vetbestendigheid dan thermoplastische elastomeren zoals TPE-S. Hoewel TPU misschien wat flexibeler is dan veel stijve kunststoffen, is het een kunststof die zachter, duurzamer en sterker is dan veel andere. Aangezien ze worden gebruikt als kunststof en ook als rubber functioneren, maakt het TPU's levensvatbaar voor veel industrieën.

V: Welke andere voordelen bieden TPU's naast de hoge duurzaamheid en flexibiliteit?

A: Ze hebben een breed scala aan toepassingen. Door het type en de verhouding van harde en zachte segmenten te veranderen, kunnen fabrikanten de eigenschappen aanpassen aan hun specifieke behoeften. Het is ook eenvoudig om de taaiheid, zachtheid en oplosbaarheid van TPU's naar het gewenste niveau te brengen, terwijl andere verbindingen chemische oplosmiddelen nodig kunnen hebben. Het is mogelijk om UV-stralen, vlammen of vriendelijke bacteriën te weerstaan ​​als TPU's worden afgewisseld met additieven; dit vergroot hun scala aan toepassingen enorm.