Structura moleculară a poliuretanului termoplastic (TPU) joacă un rol crucial în determinarea flexibilității, durabilității și rezistenței chimice. Iată o explicație detaliată a modului în care contribuie structura moleculară a TPU la aceste proprietăți:
Structura moleculară a TPU
TPU este un tip de poliuretan care constă atât din segmente dure și moi. Structura moleculară a TPU poate fi defalcată în următoarele componente:
Segmente dure:
Izocianate: acestea sunt componentele reactive care formează legăturile încrucișate în structura polimerului. Izocianatii obișnuiți utilizați în TPU includ metilen dihenil diisocianat (MDI) și toluen diisocianat (TDI).
Extinderi de lanț: Acestea sunt molecule mici, reactive, care leagă segmentele dure. Extendenții cu lanțuri comune includ dioli (de exemplu, etilen glicol, butanediol) și diamine (de exemplu, etilendiamina, hexametilendiamină).
Segmente moi:
Polioli: acestea sunt lanțuri polimerice lungi, flexibile, care asigură elasticitate și flexibilitate TPU. Polioli obișnuiți includ polioli polioli (de exemplu, polietilen glicol, polipropilen glicol) și polioli poliester (de exemplu, polietilen adipat, poliabutilen adipat).
Flexibilitate
Segmente moi: Flexibilitatea TPU se datorează în principal prezenței lanțurilor poliol lungi și flexibile (segmente moi). Aceste lanțuri se pot mișca și aluneca unul pe celălalt, permițând materialului să se îndoaie și să se întindă fără a se rupe.
Polieter vs. polioli poliester: polioli polioli oferă, în general, o mai bună flexibilitate la temperaturi scăzute și o stabilitate hidrolitică, în timp ce poliolii poliester oferă o rezistență mecanică mai mare și o stabilitate termică.
Durabilitate
Segmente dure: segmentele grele din Țesătură laminată TPU , format din reacția izocianatilor și a extensorilor în lanț, oferă rezistență mecanică și durabilitate. Aceste segmente formează o rețea care consolidează segmentele moi, sporind duritatea generală a materialului.
Concluzie: Densitatea reticulară a segmentelor dure poate fi ajustată pentru a controla proprietățile mecanice ale TPU. Densitatea mai mare de reticulare are ca rezultat, în general, o rezistență și durabilitate crescută, dar poate reduce flexibilitatea.
Rezistență chimică
Structura chimică: Rezistența chimică a TPU este influențată de tipurile specifice de izocianate, polioli și extensii de lanț utilizate în formularea sa. De exemplu, izocianatii aromatici (de exemplu, MDI) oferă, în general, o rezistență chimică mai bună decât izocianatii alifatici.
Poliester vs. polieter polioli: polioli poliester oferă o rezistență mai bună la uleiuri și grăsimi, în timp ce poliolii polioli oferă o rezistență mai bună la hidroliză și atac microbian.
Extinderi în lanț: Alegerea extensorului în lanț poate avea, de asemenea, impact asupra rezistenței chimice. De exemplu, diaminele pot oferi o rezistență mai bună la anumite substanțe chimice în comparație cu diolii.
Personalizare și formulare
Proprietăți personalizate: Structura moleculară a TPU poate fi adaptată pentru a obține proprietăți specifice prin reglarea raportului dintre segmentele dure și moi, tipul de poliol utilizat și alegerea izocianatelor și a extensătorilor de lanț.
Optimizarea performanței: selectând cu atenție și echilibrând aceste componente, TPU poate fi formulat pentru a satisface cerințele specifice ale diferitelor aplicații, cum ar fi flexibilitate ridicată pentru îmbrăcăminte sport, durabilitate ridicată pentru aplicații industriale sau rezistență chimică ridicată pentru uneltele de protecție.3