Què és elEstructura del poliuretà termoplàstic (TPU)?
El poliuretà termoplàstic (TPU) és un copolímer de bloc segmentat lineal compost per segments suaus i durs alterns. Aquesta arquitectura molecular única permet a TPU combinar la flexibilitat i l'elasticitat del cautxú amb la facilitat de processament típic dels termoplàstics. Com a resultat, TPU s’ha convertit en un material altament versàtil, utilitzat en aplicacions que van des de components industrials i dispositius mèdics fins a calçat i peces d’automoció.
Els segments durs de la TPU es formen mitjançant la reacció d’un diisocianat diisocianat més comunament 4,4’-difenilmetà diisocianat (MDI), amb un diol de cadena curta, com ara 1,4-butanediol, conegut com a extensor de cadena. Els segments suaus, en canvi, consisteixen en poliolls de cadena llarga com els polieters o els polièsters. Aquests segments suaus enllacen els segments durs i proporcionen flexibilitat i elasticitat.
Els segments durs actuen com a punts de reticulació física i són els responsables de la força mecànica, l'estabilitat tèrmica i la resistència a l'abrasió de la TPU. En canvi, els segments suaus formen la matriu flexible que dóna a TPU el seu comportament elàstic i li permet funcionar bé sota estrès dinàmic. La interacció entre aquests dos tipus de segments dóna lloc a un material dur i flexible.
A causa de les diferències en la polaritat, la cristalinitat i els punts de fusió, els segments durs i suaus són incompatibles a temperatura ambient, cosa que provoca la separació de micròfas. Aquesta morfologia separada per fase és fonamental per al rendiment de la TPU. Els segments durs tendeixen a cristal·litzar i formar dominis diferents dins de la matriu suau i amorfa, reforçant el material sense necessitat de reticulari químic.
Quan la TPU s’escalfa per sobre del punt de fusió dels segments durs, es converteix en una fosa viscosa i homogènia, que es pot processar mitjançant tècniques termoplàstiques convencionals com l’extrusió, modelat per injecció i modelat de bufades. Al refredar -se, la separació de fase es torna a produir i el material recupera la seva estructura sòlida i les propietats elàstiques.
Per assolir la termoplàstica, és essencial que la funcionalitat mitjana de tots els components-prepolímers i monòmers és prop de 2,00. D’aquesta manera es garanteix la formació de cadenes lineals d’alt pes molecular amb ramificació mínima o reticulació permanent. En aquesta estructura, els segments suaus determinen l'elasticitat, mentre que els segments durs proporcionen enllaços físics reversibles, actuant molt com els punts de farciment o reforçant els punts de la matriu de polímer.