TPU is poliuretan termoplastikPoliuretan termoplastik adalah jenis poliuretan yang dapat dipanaskan dan dicetak, serta dilarutkan dalam pelarut. Dibandingkan dengan poliuretan campuran dan cor, poliuretan termoplastik memiliki sedikit atau tidak ada ikatan silang kimia dalam struktur kimianya, dan molekulnya pada dasarnya linier, tetapi terdapat sejumlah pertukaran fisik.

Konsep pertukaran fisik pertama kali diusulkan oleh Schollenberge CS pada tahun 1958, yang mengacu pada "titik koneksi" antara rantai molekul poliuretan linier yang larut secara termal atau reversibel dalam pelarut. Ini sebenarnya bukan ikatan silang kimiawi, tetapi memainkan peran ikatan silang kimiawi. Karena efek pertukaran fisik ini, poliuretan membentuk teori morfologi multifase, dan ikatan hidrogen poliuretan meningkatkan morfologinya dan membuatnya lebih tahan terhadap kelembapan yang lebih tinggi.

Klasifikasi TPU

Sekarang kita tahu apa TPU adalah, apa saja klasifikasinya? Tergantung pada standar klasifikasi yang berbeda, TPU bahan dapat memiliki banyak klasifikasi yang berbeda.

Misalnya, menurut struktur segmen lunak, mereka dapat dibagi menjadi tipe poliester, tipe polieter, dan tipe butadiena, yang masing-masing mengandung gugus ester, eter, atau butena. Menurut struktur segmen keras, mereka dapat dibagi menjadi tipe uretan dan tipe urea uretan, yang masing-masing diperoleh dengan pemanjang rantai diol atau pemanjang rantai diamina. Klasifikasi yang umum digunakan dibagi menjadi tipe poliester dan tipe polieter.

Menurut apakah ada ikatan silang, itu dapat dibagi menjadi termoplastik murni dan semi-termoplastik. Yang pertama adalah struktur linier murni tanpa ikatan ikatan silang, sedangkan yang terakhir mengandung sejumlah kecil ikatan ikatan silang seperti uretan metakrilat. Menurut penggunaan produk jadi, dapat dibagi menjadi bagian berbentuk khusus (berbagai bagian mekanis), pipa (selubung, profil batang), film (lembaran, pelat tipis), serta perekat, pelapis, serat, dll.

Bagaimana TPU disintesis

TPU, dari perspektif struktur molekul, milik poliuretan. Jadi bagaimana itu disintesis?

Menurut proses sintesis yang berbeda, ini terutama dibagi menjadi polimerisasi massal dan polimerisasi larutan.

Dalam polimerisasi massal, selanjutnya dapat dibagi menjadi pra-polimerisasi dan metode satu langkah berdasarkan apakah ada pra-reaksi.

Pra-polimerisasi melibatkan mereaksikan diisosianat dengan diol dengan berat molekul tinggi untuk jangka waktu tertentu, dan kemudian menambahkan pemanjang rantai untuk menghasilkan TPU.
Metode satu langkah melibatkan pencampuran diol dengan berat molekul tinggi, diisosianat, dan pemanjang rantai bersama-sama untuk bereaksi dan menghasilkan TPU.

Polimerisasi larutan melibatkan melarutkan diisosianat dalam pelarut, menambahkan diol dengan berat molekul tinggi untuk bereaksi selama jangka waktu tertentu, dan akhirnya menambahkan pemanjang rantai untuk menghasilkan TPU.

Tipe dari TPU segmen lunak, berat molekul, isi segmen keras atau lunak, dan TPU negara agregasi akan mempengaruhi kepadatan TPU, yaitu kira-kira antara 1.10 dan 1.25, tanpa perbedaan yang signifikan dari karet dan plastik lainnya.

Pada kekerasan yang sama, kerapatan polieter TPU lebih rendah dari poliester TPU.

Bagaimana TPU bahan diproses

TPU bahan diproses melalui berbagai metode untuk membentuk produk akhir setelah sintesis TPU partikel.Metode utama yang digunakan untuk TPU pengolahan adalah pengolahan lelehan dan pengolahan larutan.

Penerapan TPU enkapsulasi pada kulit terluar alat listrik.

Pemrosesan peleburan adalah proses yang umum digunakan dalam industri plastik: seperti pencampuran, penanggalan, ekstrusi, pencetakan tiup, dan pencetakan (termasuk injeksi, kompresi, transfer, dan pencetakan sentrifugal). Pemrosesan larutan melibatkan melarutkan partikel dalam pelarut atau mempolimerisasinya secara langsung dalam pelarut untuk membentuk larutan, yang kemudian dilapisi atau diputar.

TPU tidak memerlukan reaksi pengikatan silang vulkanisasi untuk menghasilkan produk akhir, yang dapat mempersingkat siklus produksi, dan bahan limbah dapat didaur ulang dan digunakan kembali.

Penampilan dari TPU bahan

Bahan banyak digunakan karena memiliki kinerja yang sangat baik, dan TPU tidak terkecuali. Seperti poliuretan cor (cair) dan poliuretan campuran (padat), TPU memiliki modulus tinggi, kekuatan tinggi, perpanjangan tinggi, elastisitas tinggi, ketahanan aus yang sangat baik, ketahanan minyak, ketahanan suhu rendah, dan ketahanan penuaan. Di antara mereka, kekuatan tarik tinggi, perpanjangan besar, dan tingkat deformasi permanen kompresi jangka panjang yang rendah adalah keuntungan yang signifikan TPU.

Sifat mekanis dari TPU akan dijelaskan terutama dari aspek kekuatan tarik, elongasi, kelenturan, dan kekerasan.

1. Kekuatan tarik tinggi dan perpanjangan besar

TPU memiliki kekuatan tarik dan perpanjangan yang sangat baik. Dari data pada gambar di bawah ini, kita dapat melihat kekuatan tarik dan perpanjangan polieter TPU jauh lebih unggul dari PVC plastik dan karet.

Perbandingan kekuatan tarik dari TPU dengan bahan lain

Selain itu, TPU dapat memenuhi persyaratan industri makanan tanpa atau dengan sedikit bahan tambahan selama pemrosesan, yang sulit untuk bahan lain seperti PVC dan karet untuk mencapai.

2. Ketahanan sangat sensitif terhadap suhu

Ketahanan dari TPU mengacu pada sejauh mana ia dengan cepat kembali ke keadaan semula setelah tegangan deformasi dilepaskan, yang dinyatakan oleh energi pemulihan, yaitu rasio pekerjaan rebound deformasi dengan pekerjaan yang diperlukan untuk menghasilkan deformasi. Ini adalah fungsi dari modulus dinamis dan gesekan internal dari benda elastis, dan sangat sensitif terhadap suhu.

Segmen lunak dari TPU adalah PTMG, PCL, dan PBA, dengan berat molekul relatif masing-masing 1000 dan 2000; segmen keras adalah MDI-BDO, dengan isi segmen keras 48.2% (PCL-1250 adalah 42.7%) dan 31.7%, dan sintesis prapolimer r0=1.05.

Seperti yang diharapkan, kelenturan menurun dengan penurunan suhu hingga suhu tertentu, dan kemudian elastisitas meningkat dengan cepat. Suhu ini adalah suhu kristalisasi segmen lunak, yang ditentukan oleh struktur diol makromolekul dan lebih rendah untuk polieter TPU dibanding poliester TPU. Pada suhu di bawah suhu kristalisasi, benda elastis menjadi sangat keras dan kehilangan elastisitasnya, sehingga kelenturan mirip dengan pantulan dari permukaan logam keras.

3. Rentang kekerasan adalah Shore A60~D80

Kekerasan adalah indikator kemampuan material untuk menahan deformasi, goresan, dan abrasi.

TPU kekerasan biasanya diukur menggunakan penguji kekerasan Shore A dan Shore D, dengan Shore A digunakan untuk yang lebih lembut TPU dan Shore D digunakan untuk hard TPU.

Karena kekerasan TPU dapat disesuaikan dengan menyesuaikan rasio segmen lunak dan keras, TPU memiliki rentang kekerasan yang relatif luas, dengan rentang kekerasan Shore A60~D80, mencakup kekerasan karet dan plastik, dan elastisitas tinggi di seluruh rentang kekerasan.

Dengan perubahan kekerasan, beberapa sifat TPU akan berubah. Misalnya, meningkatkan kekerasan TPU akan menghasilkan peningkatan modulus tarik dan kekuatan sobek, peningkatan kekakuan dan tegangan tekan (kapasitas beban), penurunan elongasi saat putus, peningkatan densitas dan pembangkitan panas dinamis, dan peningkatan ketahanan lingkungan.

Penggunaan dari TPU

Pada tahun 1958, perusahaan Amerika Goodrich Chemicals (sekarang berganti nama menjadi Lubrizol) pertama kali mendaftarkan TPU nama merek Estene, dan sejak itu, lebih dari 20 nama merek TPU telah muncul di seluruh dunia selama 40 tahun terakhir, dengan beberapa rangkaian produk untuk setiap merek. Sebagai elastomer berkinerja tinggi, TPU memiliki berbagai aplikasi produk hilir, dan banyak digunakan dalam kebutuhan sehari-hari, peralatan olahraga, mainan, bahan dekoratif, dan bidang lainnya. Berikut beberapa contohnya:

1. Alas kaki

TPU digunakan dalam alas kaki terutama karena elastisitas dan ketahanan ausnya yang sangat baik. Produk alas kaki mengandung TPU jauh lebih nyaman dipakai daripada produk alas kaki biasa, dan karenanya lebih banyak digunakan pada produk alas kaki kelas atas, terutama pada beberapa sepatu olahraga dan kasual.

2. Selang

TPU selang banyak digunakan di Cina sebagai selang gas dan minyak untuk pesawat terbang, tank, mobil, sepeda motor, peralatan mesin, dan peralatan mekanis lainnya karena fleksibilitasnya, kekuatan tarik yang baik, ketahanan benturan, dan ketahanan suhu tinggi dan rendah.

3. Kabel

TPU memberikan ketahanan sobek, ketahanan aus, dan karakteristik lentur, dan ketahanan suhu tinggi dan rendah merupakan faktor kunci dalam kinerja kabel. Oleh karena itu, di pasar Cina, TPU digunakan untuk kabel kelas atas seperti kabel kontrol dan kabel daya untuk melindungi bahan penutup dari desain kabel yang rumit, dan penggunaannya semakin meluas.

4. Peralatan Medis

TPU aman, stabil, dan berkualitas tinggi PVC bahan pengganti yang tidak mengandung bahan kimia berbahaya seperti phthalates, dan tidak menimbulkan efek samping saat dipindahkan ke darah atau cairan lain dalam kateter medis atau tas medis. Kelas ekstrusi dan injeksi yang dikembangkan secara khusus TPU dapat dengan mudah digunakan dengan yang ada PVC peralatan dengan sedikit penyesuaian.