Hoe draagt ​​de moleculaire structuur van TPU bij aan de flexibiliteit, duurzaamheid en chemische resistentie ervan?

De moleculaire structuur van thermoplastisch polyurethaan (TPU) speelt een cruciale rol bij het bepalen van de flexibiliteit, duurzaamheid en chemische weerstand. Hier is een gedetailleerde uitleg over hoe de moleculaire structuur van TPU bijdraagt ​​aan deze eigenschappen:

Moleculaire structuur van TPU
TPU is een type polyurethaan dat bestaat uit zowel harde als zachte segmenten. De moleculaire structuur van TPU kan worden opgesplitst in de volgende componenten:

Harde segmenten:
Isocyanaten: dit zijn de reactieve componenten die de verknopingen vormen in de polymeerstructuur. Gemeenschappelijke isocyanaten die in TPU worden gebruikt, omvatten methyleendifenyldiisocyanaat (MDI) en tolueen diisocyanaat (TDI).
Ketenverlengers: dit zijn kleine, reactieve moleculen die de harde segmenten aan elkaar verbinden. Gemeenschappelijke ketenverlengers omvatten diols (bijv. Ethyleenglycol, butanediol) en diamines (bijv. Ethyleendiamine, hexamethyleendiamine).

Zachte segmenten:
Polyolen: dit zijn lange, flexibele polymeerketens die elasticiteit en flexibiliteit bieden aan de TPU. Gemeenschappelijke polyolen omvatten polyether polyolen (bijv. Polyethyleenglycol, polypropyleenglycol) en polyester polyolen (bijv. Polyethyleenadipaat, polybutyleenadipaat).
Flexibiliteit
Zachte segmenten: de flexibiliteit van TPU is voornamelijk te wijten aan de aanwezigheid van lange, flexibele polyolketens (zachte segmenten). Deze ketens kunnen bewegen en langs elkaar glijden, waardoor het materiaal kan buigen en strekken zonder te breken.
Polyether versus polyester polyols: polyether polyolen bieden over het algemeen een betere flexibiliteit van lage temperatuur en hydrolytische stabiliteit, terwijl polyester polyolen een hogere mechanische sterkte en thermische stabiliteit bieden.

Duurzaamheid
Harde segmenten: de harde segmenten in TPU gelamineerde stof , gevormd door de reactie van isocyanaten en kettingverlengers, bieden mechanische sterkte en duurzaamheid. Deze segmenten vormen een netwerk dat de zachte segmenten versterkt, waardoor de algehele taaiheid van het materiaal wordt verbeterd.
Cross-linking: de verknopingsdichtheid van de harde segmenten kan worden aangepast om de mechanische eigenschappen van TPU te regelen. Hogere verknopingsdichtheid resulteert in het algemeen in verhoogde sterkte en duurzaamheid, maar kan de flexibiliteit verminderen.

Chemische weerstand
Chemische structuur: de chemische resistentie van TPU wordt beïnvloed door de specifieke soorten isocyanaten, polyolen en kettingverlengers die in zijn formulering worden gebruikt. Aromatische isocyanaten (bijv. MDI) bieden bijvoorbeeld over het algemeen een betere chemische resistentie dan alifatische isocyanaten.

Polyester versus polyether polyolen: polyester polyolen bieden een betere weerstand tegen oliën en vetten, terwijl polyether polyolen een betere weerstand bieden tegen hydrolyse en microbiële aanval.
Ketenverlengers: de keuze van kettingverlenger kan ook van invloed zijn op de chemische weerstand. Diamines kunnen bijvoorbeeld een betere weerstand bieden tegen bepaalde chemicaliën in vergelijking met diols.

Aanpassing en formulering
Op maat gemaakte eigenschappen: de moleculaire structuur van TPU kan worden aangepast om specifieke eigenschappen te bereiken door de verhouding van harde tot zachte segmenten aan te passen, het type polyol dat wordt gebruikt en de keuze van isocyanaten en kettingverlengers.
Prestatie -optimalisatie: door deze componenten zorgvuldig te selecteren en in evenwicht te brengen, kan TPU worden geformuleerd om te voldoen aan de specifieke vereisten van verschillende toepassingen, zoals een hoge flexibiliteit voor sportkleding, hoge duurzaamheid voor industriële toepassingen of hoge chemische weerstand voor beschermende versnelling.