البولي يوريثين الحراري (TPU)عبارة عن مادة مطاطية متعددة الاستخدامات تتمتع بمجموعة واسعة من الخصائص الميكانيكية والبيئية والمعالجة. خصائص أدائه تجعله مناسبًا لتطبيقات تتراوح من الأغشية الناعمة إلى المكونات الميكانيكية عالية القوة-.
الخواص الميكانيكية
يوفر TPU نطاقًا واسعًا من الصلابة، من Shore A 60 إلى Shore D 85، والذي يمكن تعديله عن طريق تعديل الصيغة -مثل نسبة الإيزوسيانات والبوليول وموسع السلسلة. تسمح هذه المرونة باستخدام مادة TPU في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من الأغشية الناعمة وحتى التروس الصلبة.
يُظهر TPU مرونة عالية وقوة شد: يمكن أن تصل الاستطالة عند الكسر إلى 400%-800% أو أكثر، مما يمنحه مرونة شبيهة بالمطاط-. تتراوح قوة الشد عادةً من 20 إلى 60 ميجا باسكال، مع بعض درجات الأداء العالي-التي تتجاوز 70 ميجا باسكال، متفوقة على العديد من TPEs مثل المواد المعتمدة على SEBS-.
توفر المادة أيضًا مقاومة ممتازة للتمزق، عادةً ما بين 40-120 كيلو نيوتن/م، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب مقاومة للتشقق، مثل المعدات الرياضية أو الأحزمة الناقلة. مقاومته للتآكل ملحوظة، وغالبًا ما تكون أعلى بمقدار 3-5 مرات من المطاط الطبيعي (يصل مؤشر التآكل تابر إلى 50-100 مجم)، وهو مناسب لنعال الأحذية والبكرات والأختام.
مقاومة البيئة والطقس
يُظهر TPU مقاومة جيدة لدرجات الحرارة:-يمكن أن تتراوح الخدمة على المدى القصير من -40 درجة إلى 120 درجة، مع بعض الدرجات المعدلة التي تصل إلى 130-150 درجة. بالنسبة للاستخدام طويل الأمد-، تظل مادة TPU مستقرة بين -30 درجة و80 درجة، متفوقة على معظم TPEs.
كما أن مادة TPU مقاومة للزيوت والمواد الكيميائية، بما في ذلك مواد التشحيم والوقود والزيوت الهيدروليكية، مع أداء يفوق أداء TPE المعتمد على SEBS. ومع ذلك، فهو أقل مقاومة للأحماض والقواعد القوية. تختلف مقاومة التحلل المائي بين أنواع مادة TPU: يظهر مادة TPU المستندة إلى البولي إيثر- مقاومة أفضل للتحلل المائي في البيئات الرطبة، في حين أن مادة TPU المستندة إلى البوليستر- توفر مقاومة أفضل للزيت ولكنها قد تتحلل عند التعرض للماء على المدى الطويل-.
مقاومة الشيخوخة تختلف حسب النوع. إن مواد TPU الأليفاتية، مثل الدرجات المعتمدة على البولي إيثر-، تقاوم الأشعة فوق البنفسجية والأكسدة بشكل جيد ولا تتحول إلى اللون الأصفر بسهولة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الخارجية مثل أغلفة الكابلات. تتمتع مواد TPU العطرية بقوة ميكانيكية أعلى ولكنها أكثر عرضة للاصفرار عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية.
خصائص المعالجة
باعتباره لدنًا بالحرارة، يمكن معالجة مادة TPU عن طريق القولبة بالحقن، والبثق، والنفخ، والتقويم بدون الفلكنة، مما يوفر كفاءة إنتاج عالية. تعتبر لزوجة الذوبان حساسة لدرجة الحرارة-، وتتراوح درجات حرارة المعالجة بشكل عام من 180 إلى 230 درجة، اعتمادًا على الدرجة. التحكم الدقيق في درجة الحرارة ضروري لتجنب التدهور.
كما أن مادة TPU متوافقة أيضًا مع العديد من المواد البلاستيكية الهندسية مثل ABS والكمبيوتر الشخصي، مما يسمح بالقولبة المفرطة والهياكل الصلبة-اللينة، المستخدمة على نطاق واسع في حافظات الهاتف، وعجلات قيادة السيارات، وغيرها من مكونات المواد- المتعددة.
توفر بعض درجات مادة TPU شفافية عالية، وخاصة الأنواع القائمة على البولي إيثر- والأليفاتية، مع نفاذية ضوء تصل إلى 85%، وهي مناسبة للأجهزة البصرية والأنابيب الطبية.
يعتبر مادة TPU صديقة للبيئة، وخالية من الهالوجين-، وتتوافق العديد من الدرجات مع معايير إدارة الغذاء والدواء (FDA) وRoHS، مما يجعلها مناسبة لملامسة الطعام أو التطبيقات الطبية مثل مجموعات التسريب والأنابيب الطبية.