Ako prispieva molekulárna štruktúra TPU k jej flexibilite, trvanlivosti a chemickej rezistencii?

Molekulárna štruktúra termoplastického polyuretánu (TPU) hrá rozhodujúcu úlohu pri určovaní jej flexibility, trvanlivosti a chemickej rezistencie. Tu je podrobné vysvetlenie toho, ako k týmto vlastnostiam prispieva molekulárna štruktúra TPU:

Molekulárna štruktúra TPU
TPU je typ polyuretánu, ktorý pozostáva z tvrdých aj mäkkých segmentov. Molekulárna štruktúra TPU sa môže rozdeliť na tieto komponenty:

Tvrdé segmenty:
Izokyanáty: Toto sú reaktívne komponenty, ktoré tvoria krížové väzby v polymérnej štruktúre. Bežné izokyanáty používané v TPU zahŕňajú metylén difenyl diizokyanát (MDI) a toluén diisocyanát (TDI).
Reťazové predlžovače: Jedná sa o malé, reaktívne molekuly, ktoré spájajú tvrdé segmenty dohromady. Medzi bežné reťazové predĺženia patria dioly (napr. Etylénglykol, butanediol) a diamíny (napr. Etylédiamín, hexametyléndiamín).

Mäkké segmenty:
Polyoly: Jedná sa o dlhé, flexibilné polymérne reťazce, ktoré poskytujú elasticitu a flexibilitu pre TPU. Bežné polyoly zahŕňajú polyérové ​​polyoly (napr. Polyetylénglykol, polypropylénglykol) a polyesterové polyoly (napr. Polyetylénový adipát, polybutylénový adipát).
Flexibilita
Mäkké segmenty: Flexibilita TPU je primárne spôsobená prítomnosťou dlhých flexibilných polyolových reťazcov (mäkké segmenty). Tieto reťazce sa môžu pohybovať a posúvať sa okolo seba, čo umožňuje, aby sa materiál ohýbal a natiahol bez rozbitia.
Polyeter vs. polyester polyoly: polyéterové polyoly vo všeobecnosti poskytujú lepšiu flexibilitu s nízkou teplotou a hydrolytickú stabilitu, zatiaľ čo polyesterové polyoly ponúkajú vyššiu mechanickú pevnosť a tepelnú stabilitu.

Trvanlivosť
Tvrdé segmenty: tvrdé segmenty v Laminovaná tkanina TPU , tvorené reakciou izokyanátov a reťazových predlžovačov, poskytujú mechanickú pevnosť a trvanlivosť. Tieto segmenty tvoria sieť, ktorá posilňuje mäkké segmenty, čím sa zvyšuje celková húževnatosť materiálu.
Zosieťovanie: Hustota zosieťovania tvrdých segmentov je možné upraviť tak, aby riadila mechanické vlastnosti TPU. Vyššia hustota zosieťovania vo všeobecnosti vedie k zvýšenej sile a trvanlivosti, ale môže znížiť flexibilitu.

Chemický odpor
Chemická štruktúra: Chemická rezistencia TPU je ovplyvňovaná špecifickými typmi izokyanátov, polyolov a reťazcových predlžovačov používaných pri jeho formulácii. Napríklad aromatické izokyanáty (napr. MDI) vo všeobecnosti poskytujú lepšiu chemickú rezistenciu ako alifatické izokyanáty.

Polyester vs. polyéterové polyoly: Polyesterové polyoly ponúkajú lepšiu odolnosť proti olejom a tukom, zatiaľ čo polyéter polyoly poskytujú lepšiu odolnosť proti hydrolýze a mikrobiálnemu útoku.
Predĺženie reťazcov: Výber predlžovania reťazca môže tiež ovplyvniť chemický odpor. Napríklad diamíny môžu poskytnúť lepšiu odolnosť voči určitým chemikáliám v porovnaní s diolmi.

Prispôsobenie a formulácia
Vlastnosti na mieru: Molekulárna štruktúra TPU môže byť prispôsobená tak, aby dosiahla špecifické vlastnosti úpravou pomeru ťažko mäkkých segmentov, typu použitého polyolu a výberu izokyanátov a reťazových predlžovačov.
Optimalizácia výkonu: Dôkladným výberom a vyvážením týchto komponentov môže byť TPU formulovaná tak, aby spĺňala špecifické požiadavky rôznych aplikácií, ako je vysoká flexibilita pre športové oblečenie, vysoká trvanlivosť pre priemyselné aplikácie alebo vysoký chemický odpor pre ochranné zariadenie.3