English 
Știri
Ce este poliuretanul termoplastic? Un răspuns direct
Poliuretanul termoplastic (TPU) este un plastic elastomeric care combină flexibilitatea și întinderea cauciucului cu duritatea și procesabilitatea plasticului. Spre deosebire de cauciucul termorigid, TPU poate fi topit, remodelat și reciclat de mai multe ori, deoarece lanțurile sale polimerice sunt ținute împreună prin legături fizice, mai degrabă decât chimice permanente. În forma sa brută, TPU apare sub formă de pelete sau granule mici care sunt extrudate, turnate prin injecție sau laminate în filme, acoperiri, țesături și piese finite.
Din punct de vedere chimic, TPU este produs prin reacția unui diizocianat cu unul sau mai mulți dioli, împreună cu un prelungitor de lanț. În funcție de tipul de diol utilizat, TPU se împarte în trei familii principale: poliester TPU, polieter TPU și policaprolactonă TPU . Fiecare familie are un echilibru distinct de rezistență la abraziune, rezistență la hidroliză, rezistență la ulei și flexibilitate la temperaturi scăzute, motiv pentru care selecția materialului începe întotdeauna cu potrivirea tipului de TPU la aplicarea finală, mai degrabă decât tratarea „TPU” ca un singur material generic.
Pentru aplicații care implică materiale textile impermeabile, corturi, echipamente de exterior, membrane medicale sau țesături acoperite industrial, Poliester Poliuretan termoplastic este de obicei clasa preferată datorită rezistenței sale superioare la ulei, rezistenței la abraziune și rezistenței mecanice în comparație cu alternativele pe bază de polieter.
Cum este fabricat poliuretanul termoplastic
TPU aparține familiei mai largi de poliuretan, dar ceea ce îl separă de spumă sau poliuretanul pentru acoperire este comportamentul său termoplastic. Procesul de producție urmează în general trei etape:
- Un diizocianat (de obicei MDI, metilen difenil diizocianat) reacționează cu un poliol cu lanț lung pentru a forma segmente moi care conferă materialului elasticitatea sa.
- Un diol cu lanț scurt acționează ca un prelungitor al lanțului, reacționând cu mai mult diizocianat pentru a forma segmente dure care conferă materialului rezistența și rezistența la căldură.
- Segmentele moi și dure sunt aranjate într-o structură separată de microfaze: segmentele dure acționează ca legături încrucișate fizice și domenii de întărire, în timp ce segmentele moi oferă întindere și flexibilitate.
Această arhitectură de segment moale-dur este ceea ce permite TPU să fie reprocesat prin căldură fără a-și pierde proprietățile mecanice de bază, ceea ce este un avantaj cheie față de cauciucul vulcanizat sau PVC care a fost plastificat cu aditivi care migrează și se degradează în timp.
Cele trei tipuri principale de TPU
Alegerea familiei corecte de TPU are un impact direct asupra duratei de viață a produsului, în special pentru aplicații de exterior, marine sau industriale, unde umiditatea, uleiul și abraziunea sunt tensiuni constante.
Poliester TPU
Construit din polioli de poliester, acest tip oferă cea mai mare rezistență la tracțiune, rezistență la rupere și rezistență la ulei/grăsime dintre cele trei familii. Se leagă excepțional de bine de textile, făcându-l alegerea standard pentru laminarea materialului impermeabil, benzile transportoare, îmbrăcămintea de protecție și furtunurile industriale. Principala sa limitare este o rezistență mai scăzută la hidroliză prelungită în condiții calde și umede în comparație cu polieterul TPU, deși formulările moderne au redus semnificativ acest decalaj.
Polieter TPU
Construit din polieter polioli, acest tip oferă rezistență remarcabilă la hidroliză, flexibilitate la temperaturi scăzute și rezistență microbiană . Funcționează bine în medii umede sau reci, cum ar fi echipamentul marin, membranele de îmbrăcăminte pentru schi și aplicațiile de depozitare la rece, dar are în general o rezistență mai mică la abraziune și rezistență la ulei decât poliesterul TPU.
Policaprolactonă TPU
Un tip de mijloc mai puțin obișnuit, care combină o parte din rezistența la hidroliză a polieterului TPU cu unele dintre caracteristicile de rezistență ale poliesterului TPU. Este folosit în aplicații de nișă, cum ar fi anumite dispozitive medicale și filme de specialitate, dar este mai puțin disponibil decât cele două tipuri principale.
Poliester TPU vs. Polieter TPU: comparație una lângă alta
Tabelul de mai jos rezumă diferențele practice care contează cel mai mult atunci când alegeți TPU pentru producția de țesături acoperite sau laminate.
| Proprietate | Poliester TPU | Polieter TPU |
|---|---|---|
| Rezistenta la tractiune | Mai sus | Moderat |
| Rezistenta la abraziune | Excelent | Bun |
| Rezistență la uleiuri și grăsimi | Excelent | Corect |
| Rezistență la hidroliză | Corect to good | Excelent |
| Flexibilitate la temperaturi scăzute | Bun | Excelent |
| Rezistență microbiană | Mai jos | Mai sus |
| Performanță de lipire a țesăturilor | Excelent | Bun |
Pentru majoritatea aplicațiilor textile impermeabile, genți, corturi și textile industriale, poliesterul TPU este cea mai comună alegere comercială deoarece avantajele de rezistență și lipire depășesc compromisul de hidroliză, în special atunci când materialul nu este expus la condiții constante de umiditate ridicată și temperatură ridicată.
Proprietățile fizice și mecanice cheie ale TPU
TPU este apreciat în toate industriile deoarece se află într-o zonă de performanță pe care nici cauciucul, nici plasticul standard nu o pot ocupa singure. Următoarele caracteristici explică de ce:
- Elasticitate mare: TPU se poate întinde în mod obișnuit de mai multe ori lungimea inițială și se poate întoarce aproape de forma sa originală, alungirea la rupere variind de obicei de la 300% la 600%, în funcție de duritate.
- Duritate reglabilă: TPU este disponibil într-o gamă largă de durități Shore, în general de la Shore 60A (moale, asemănător cauciucului) până la Shore 75D (plastic rigid, aproape de inginerie), permițând unei chimice să satisfacă nevoi foarte diferite de produs.
- Rezistenta la abraziune: TPU depășește în mod constant PVC-ul și majoritatea cauciucurilor la testarea la abraziune, motiv pentru care este utilizat pe scară largă pe suprafețe cu uzură ridicată, cum ar fi tălpi de pantofi, capace pentru furtunuri și benzi transportoare.
- Variante impermeabile și respirabile: Filmele TPU pot fi proiectate ca bariere complet impermeabile sau ca membrane microporoase/hidrofile care permit trecerea vaporilor de apă în timp ce blochează apa lichidă, care este baza pentru laminatele din țesături impermeabile-respirabile.
- Performanță la temperatură scăzută: În funcție de formulare, TPU poate rămâne flexibil la temperaturi cu mult sub zero, ceea ce este important pentru aplicații în aer liber și în lanțul de frig.
- Reciclabilitate: Deoarece TPU este mai degrabă termoplastic decât termorigid, materialul rezidual poate fi remăcinat și reprocesat, reducând deșeurile de producție în comparație cu compușii de cauciuc care nu pot fi retopiți.
Poliester TPU în producție de țesături impermeabile
Una dintre cele mai mari utilizări comerciale ale poliuretanului termoplastic poliester este ca strat de laminare sau de acoperire lipit de țesături de bază țesute sau tricotate, cum ar fi poliesterul, nailonul sau amestecurile de bumbac. Materialul compozit rezultat combină rezistența la tracțiune a materialului textil cu proprietățile impermeabile, elastice și rezistente la abraziune ale foliei TPU.
Această construcție este utilizată într-o gamă largă de produse finite, inclusiv:
- Echipament de ploaie, jachete și îmbrăcăminte exterioară impermeabilă
- Corturi, prelate și huse pentru echipamente de exterior
- Produse gonflabile, cum ar fi bărci, saltele pneumatice și jucării pentru piscină
- Produse medicale și de igienă, inclusiv protecții de saltea impermeabile
- Huse și pungi de protecție industriale care necesită rezistență la ulei și la substanțe chimice
Producători precum Safelong produc dedicat Poliester Poliuretan termoplastic linii de material impermeabil concepute special pentru aceste cazuri de utilizare; Linia lor de produse din țesătură impermeabilă TPU din poliester ilustrează modul în care materialul este oferit în diferite grosimi, niveluri de duritate și finisaje (mat, lucios, imprimat) pentru a se potrivi cerințelor specifice ale utilizării finale.
Atunci când achiziționează material TPU din poliester, cumpărătorii o evaluează de obicei în funcție de trei criterii: evaluarea presiunii hidrostatice (impermeabilitatea), rezistența la exfoliere/aderență între filmul TPU și materialul de bază și ciclurile de abraziune înainte de defecțiune . Un laminat TPU din poliester bine lipit nu trebuie să se delamineze în condiții normale de pliere, întindere sau spălare.
TPU vs. PVC vs. cauciuc: de ce se schimbă producătorii
Timp de zeci de ani, țesătura acoperită cu PVC a fost alegerea implicită pentru textile impermeabile datorită costului său scăzut. Cu toate acestea, TPU a înlocuit constant PVC-ul în multe aplicații mid-to-premium din mai multe motive practice:
| Factorul | Tesatura TPU | Tesatura PVC | Țesătură acoperită cu cauciuc |
|---|---|---|---|
| Flexibilitate pe vreme rece | Bun to excellent | Slab (devine rigid/ fragil) | Moderat |
| Rezistenta la abraziune | Excelent | Moderat | Bun |
| Durabilitate pe termen lung | Ridicat (fără plastifianți) | Se degradează pe măsură ce plastifianții migrează | Moderat; can crack over time |
| Reciclabilitate | Da (termoplastic) | Limitat | Dificil (termostat) |
| Cost material relativ | Mai sus | Mai jos | Moderat to higher |
Deoarece TPU nu se bazează pe plastifianți pentru a rămâne flexibil, evită rigidizarea și crăparea pe care le experimentează țesătura PVC pe măsură ce plastifianții se scurg de-a lungul anilor de utilizare. Acest lucru face ca țesătura TPU să fie o investiție mai puternică pe termen lung pentru produsele care se așteaptă să suporte plieri repetate, expunere în aer liber sau depozitare la rece.
Industrii care se bazează pe poliuretanul termoplastic
Încălțăminte
TPU este utilizat pe scară largă pentru tălpile exterioare de pantofi, suprapunerile tălpii intermediare și contoarele de călcâi, deoarece rezistă la abraziune mult mai bine decât compușii standard de cauciuc, rămânând în același timp ușoare.
Automobile
Decorația interioară, mantaua cablurilor, etanșările și acoperirile airbag folosesc frecvent TPU pentru combinația sa de flexibilitate, rezistență la abraziune și rezistență la fluidele auto.
medical
Filmele TPU sunt utilizate în pansamentele pentru plăgi, componentele cateterului și huse medicale impermeabile, deoarece pot fi fabricate fără plastifianți obișnuiți și sterilizate fără pierderi semnificative de proprietate.
Bunuri de consum și echipamente pentru exterior
Husele pentru telefon, gențile de protecție, echipamentele gonflabile pentru sporturi acvatice și îmbrăcămintea impermeabilă folosesc folie TPU sau țesătură acoperită cu TPU pentru claritate, flexibilitate și durabilitate.
Producție industrială și textilă
Benzile transportoare, capacele pentru furtunuri hidraulice, păturile de imprimare și țesăturile tehnice acoperite folosesc TPU, cu TPU din poliester preferat în mod special acolo unde este de așteptat expunerea la ulei sau uzura mecanică grea.
Cum să alegi materialul sau gradul potrivit de TPU
Selectarea materialului TPU potrivit se reduce la potrivirea mediului de operare al produsului cu punctele forte cunoscute ale materialului. Utilizați următoarea listă de verificare ca punct de plecare practic:
- Expunerea la ulei, grăsime sau combustibil: alege poliester TPU.
- Umiditate ridicată constantă sau imersie prelungită în apă: luați în considerare polieter TPU sau o formulare de poliester TPU stabilizat prin hidroliză.
- Clima rece sau utilizarea congelatorului: acordați prioritate cotelor de flexibilitate la temperaturi scăzute și luați în considerare polieterul TPU.
- Suprafețe cu uzură ridicată (tălpi, curele, genți): alege poliester TPU pentru rezistență superioară la abraziune.
- Nevoia de lipire puternică a materialului: laminate din poliester TPU mai fiabile pentru textile țesute.
- Cerință de moliciune: solicitați un interval specific de duritate Shore (de exemplu, de la 70A la 85A pentru aplicații de țesături moi și flexibile) în loc să vă bazați pe descrieri generale precum „moale” sau „ferme”.
Când solicitați mostre sau specificații de la un furnizor, solicitați evaluarea capului hidrostatic (în mm), greutatea țesăturii (în grame pe metru pătrat), grosimea filmului TPU și denierul țesăturii de bază, deoarece aceste patru cifre împreună determină performanța impermeabilă și durabilitatea în lumea reală.
Îngrijirea și manipularea produselor din material TPU
Țesătura acoperită cu TPU este durabilă, dar o manipulare adecvată îi prelungește semnificativ durata de viață:
- Evitați expunerea prelungită la căldură mare directă, care poate înmuia suprafața TPU și poate provoca lipiciune.
- Curățați cu apă și săpun ușor, mai degrabă decât cu solvenți puternici, care pot ataca filmul TPU în timp.
- Păstrați pliat, mai degrabă decât rulat strâns, sub presiune puternică, pentru perioade lungi de timp, pentru a evita șifonarea permanentă.
- Țineți departe de contactul prelungit cu oxidanți puternici sau substanțe chimice industriale agresive, cu excepția cazului în care gradul specific de TPU este evaluat pentru acea expunere.
Întrebări frecvente
Este poliuretanul termoplastic impermeabil?
Da. Folia solidă din TPU este în mod inerent impermeabilă și, atunci când este laminată pe o țesătură de bază, formează un strat de barieră continuu care împiedică trecerea apei lichide, în timp ce anumite formulări hidrofile de TPU permit totuși vaporilor de apă să scape pentru respirabilitate.
Care este diferența dintre TPU și PU?
„PU” este un termen larg care acoperă toate materialele poliuretanice, inclusiv spumele, acoperirile, adezivii și elastomerii, dintre care mulți sunt termorigizi și nu pot fi retopiți. TPU este în special subclasa termoplastică a poliuretanului, ceea ce înseamnă că poate fi topit și reprocesat, ceea ce îl face mai ușor de extrudat, laminat și reciclat.
De ce se preferă poliesterul TPU pentru țesăturile impermeabile?
Poliester TPU offers stronger bonding to woven textiles, higher abrasion resistance, and better oil and grease resistance than polyether TPU, all of which are important for fabric products that face regular mechanical stress and handling.
Este materialul TPU sigur pentru contactul cu alimentele sau cu pielea?
TPU poate fi formulat fără plastifianți obișnuiți găsiți în PVC, iar tipurile de contact cu alimentele sau cu pielea sunt disponibile pe scară largă; cu toate acestea, adecvarea depinde întotdeauna de formula specifică, așa că cumpărătorii ar trebui să confirme utilizarea prevăzută cu producătorul înainte de a finaliza un produs.
Tesatura TPU crăpă în timp ca PVC-ul?
TPU este mult mai puțin predispus la crăpare decât PVC-ul, deoarece nu depinde de plastifianți pentru a rămâne flexibil. PVC-ul devine fragil pe măsură ce plastifianții migrează de-a lungul anilor de utilizare, în timp ce TPU își păstrează elasticitatea, deoarece flexibilitatea este construită în structura polimerului în sine.
Țesătura TPU poate fi reciclată?
TPU pur poate fi măcinat și reprocesat deoarece este termoplastic. Reciclarea țesăturilor laminate cu TPU este mai complexă, deoarece implică separarea filmului TPU de materialul textil de bază, dar resturile și resturile de TPU pur din producția de folii sau folii sunt de obicei recuperate în unitățile de producție.
Rezumat
Poliuretanul termoplastic este un elastomer flexibil, durabil și reciclabil care face puntea dintre cauciuc și plasticul rigid. Dintre variantele sale, poliester TPU se remarcă pentru producția de țesături impermeabile datorită lipirii sale puternice, rezistenței ridicate la abraziune și rezistenței la ulei, făcându-l o alegere obișnuită a materialului pentru echipamente de exterior, huse de protecție, produse gonflabile și textile acoperite industrial care trebuie să funcționeze fiabil de-a lungul anilor de utilizare.
