El poliuretà termoplàstic (TPU) és un tipus de poliuretà que es pot plasticitzar per calor i dissolt per dissolvents. En comparació amb el poliuretà i poliuretà fosa, TPU té una reticulació poc o cap química en la seva estructura química i les seves cadenes moleculars són essencialment lineals. Tot i això, conté un cert nombre de enllaços físics.
El concepte de reticulació física va ser proposat per Schollenberger CS el 1958. Es refereix als "punts de connexió" reversibles que existeixen entre les cadenes moleculars lineals de poliuretà quan s'exposen a calor o dissolvents. Aquests punts no són enllaços químics, però actuen com ells. Gràcies a aquests enllaços físics, el poliuretà forma una morfologia multifàsica. Els enllaços d’hidrogen dins del poliuretà reforcen aquesta estructura i milloren la seva resistència a la humitat.
Quines són les classificacions de la TPU de poliuretà?
Com que ara sabem què és el poliuretà termoplàstic, mirem les seves classificacions. Segons diferents criteris, la TPU es pot dividir en diverses categories.
Per exemple:
A partir de l'estructura del segment tou, la TPU es pot classificar en tipus basats en polièster, basats en poliether i polibutadien, que contenen grups d'èster, grups d'èter o grups de butadiè, respectivament.
A partir de l'estructura del segment dur, hi ha tipus de poliuretà i tipus de poliuretà-urea, formats amb extensors de cadena de diol o diame.
La classificació més comuna és la TPU basada en polièster i basada en Polyether.
Les classificacions posteriors inclouen:
Basat en la reticulació: purament termoplàstic (lineal, sense enllaços) i semi-termoplàstics (amb enllaços creuats menors com els enllaços uretà-urea).
Basat en aplicacions d’ús final: parts personalitzades (diversos components mecànics), tubs (beines, varetes), pel·lícules (fulls i plaques), així com adhesius, recobriments i fibres.
Com es sintetitza el poliuretà TPU?
Tot i que la TPU es presenta en moltes categories, totes són sota la família de poliuretà a nivell molecular. Llavors, com es sintetitza la TPU?
Segons diferents processos de síntesi, la TPU es produeix principalment mitjançant polimerització a granel o polimerització de solucions.
En la polimerització a granel, hi ha dos mètodes principals:
Mètode de prepolímer: els diisocianats reaccionen primer amb macrodiols, seguit de l’addició d’extensors de cadena per produir TPU.
Mètode únic: els macrodiols, els diisocianats i els extensors de la cadena es barregen i reaccionen simultàniament per formar TPU.
En la polimerització de solucions, els diisocianats es dissolen primer en un dissolvent, després s’afegeixen macrodiols i es permeten reaccionar, i finalment s’introdueixen extensors de cadena per produir TPU.
El tipus de segments suaus, el pes molecular, el contingut de segments durs o suaus i l’estat d’agregació de TPU afectaran tots la seva densitat, que generalment oscil·la entre 1,10 i 1,25, sense cap diferència significativa de les altres gomes i plàstics. A la mateixa duresa, la TPU basada en Polyether té normalment una densitat inferior a la TPU basada en polièster.
Com es processa el poliuretà TPU?
Un cop sintetitzats, cal processar els pellets TPU en productes finals mitjançant diversos mètodes, principalment processament i processament de solucions fonamentades.
El processament de fosa utilitza tècniques comunes de processament de plàstic com ara compostos, calendari, extrusió, modelat de cops i modelat (incloent modelat per injecció, modelat de compressió, modelat de transferència i modelat centrífuga).
El processament de solucions implica dissoldre els pellets TPU en dissolvents o polimeritzar directament al dissolvent per crear una solució, que després s’utilitza per al recobriment, la filatura i altres processos.
La TPU elastomèrica generalment no requereix vulcanització, que redueix els cicles de producció i permet el reciclatge de residus.