البولي يوريثان (PU) ، قصير للبولي (يوريتان) ، هو بوليمر متعدد الاستخدامات تم تصنيعه من خلال تفاعل التعددات من البوليول والثانيوسيانات. تشتهر بخصائصها الميكانيكية الممتازة ويستخدم على نطاق واسع في مختلف التطبيقات الصناعية والمستهلكين ، بما في ذلك الأفلام والطلاءات والمواد اللاصقة والألياف والرغاوي والمرطات. من بين الأشكال المختلفة للبولي يوريثان ، تبرز البولي يوريثان بالحرارة (TPU) بسبب مزيجها الفريد من المرونة وسهولة المعالجة.
TPU عبارة عن فئة من البوليمرات المصنوعة من الكتلة الخطي المجزأة ، ويمثلها عادة الصيغة (AB) ₙ. في هذا الهيكل ، فإن الجزء "A" هو بوليستر ذي وزن جزيئي عالي أو بولي إيثر (مع نطاق وزن جزيئي يتراوح ما يقرب من 1000 إلى 6000) ، في حين أن الجزء "B" عبارة عن DIOL القصيرة التي تحتوي على 2 إلى 12 ذرات كربون. ترتبط هذه الأجزاء الناعمة والصعبة بوحدات ثنائياتوسيانات ، وتشكل هيكلًا يعطي TPU المرونة والقوة. على عكس مواد المطاط المتشابكة ، يحتوي TPU على بنية جزيئية خطي في المقام الأول مع الحد الأدنى من التشابك الكيميائي.
تكمن إحدى خصائص TPU الرئيسية في وجود العديد من روابط الهيدروجين بين سلاسلها الجزيئية ، مما يشكل ما يعرف باسم التشابك المادي. تلعب روابط الهيدروجين هذه دورًا حاسمًا في تعزيز بنية المادة ، مما يساهم في معاملها العالي وقوة الشد والمرونة. نتيجة لذلك ، تُظهر TPU مقاومة تآكل ممتازة ، والمقاومة للزيت والكيميائي ، ومقاومة التحلل المائي ، ولا تزال مستقرة عبر نطاق درجة حرارة واسعة. كما أنه يظهر مقاومة جيدة للهجوم الميكروبي والشيخوخة البيئية.
ميزة أخرى من TPU هي سلوكها بالحرارة. إن التشابك المادي من خلال روابط الهيدروجين هو التدفئة التي يمكن عكسها أو في محلول ، تضعف القوى الجزيئية ، مما يسمح للمادة بالتدفق أو إعادة تشكيلها. عند التبريد أو تبخر المذيبات ، إصلاح روابط الهيدروجين ، مما يتيح المواد لاستعادة أداء الحالة الصلبة دون فقدان كبير للخصائص. هذه القابلية لإعادة المعالجة تجعل TPU مناسبة لقولبة الحقن ، وقذف ، وغيرها من تقنيات المعالجة الحرارية.
مثال معروف على TPU في الحياة اليومية هو SPANDEX (وتسمى أيضًا الإيلاستين) ، وهي ألياف مرنة للغاية تستخدم في المنسوجات. إن تعدد استخدامات TPU ، ومتانة ، وقابلية معالجته لـ TPU ، يجعلها مادة مفضلة في الصناعات التي تتراوح من الأحذية والإلكترونيات إلى الأجهزة الطبية والسيارات.