פוליאוריטן תרמופלסטי (TPU)הוא אלסטומר רב תכליתי עם מגוון רחב של תכונות מכניות, סביבתיות ועיבוד. מאפייני הביצועים שלו הופכים אותו למתאים ליישומים החל מסרטים רכים ועד לרכיבים מכניים בעלי חוזק- גבוה.
מאפיינים מכניים
TPU מציע טווח קשיות רחב, החל מ-Shore A 60 ועד ל-Shore D 85, שניתן להתאים על ידי שינוי הפורמולה-כגון היחס בין איזוציאנאט, פוליול ומאריך שרשרת. גמישות זו מאפשרת שימוש ב-TPU במגוון יישומים, מסרטים רכים ועד גלגלי שיניים קשיחים.
TPU מפגין גמישות גבוהה וחוזק מתיחה: התארכות בשבירה יכולה להגיע ל-400%-800% או יותר, מה שמעניק לו גמישות כמו-כמו גומי. חוזק המתיחה נע בדרך כלל בין 20-60 MPa, עם כמה דרגות ביצועים גבוהות- העולה על 70 MPa, ביצועים טובים יותר מ-TPEs רבים כגון חומרים מבוססי SEBS-.
החומר מספק גם עמידות מצוינת בפני קריעה, בדרך כלל בין 40-120 קילו-ניטר למטר, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור יישומים הדורשים עמידות בפני סדקים, כגון ציוד ספורט או מסוע. עמידות השחיקה שלו יוצאת דופן, לעיתים גבוהה פי 3-5 מגומי טבעי (אינדקס שחיקה של טאבר עד 50-100 מ"ג), מתאים לסוליות נעליים, רולרים ואטמים.
עמידות לסביבה ומזג אוויר
TPU מפגין עמידות טובה בטמפרטורות: שירות לטווח קצר-יכול לנוע בין -40 מעלות ל-120 מעלות, עם כמה דרגות שונות שמסוגלות ל-130-150 מעלות. לשימוש -לטווח ארוך, ה-TPU נשאר יציב בין -30 מעלות ל-80 מעלות, ועולה על רוב ה-TPEs.
TPU עמיד גם בפני שמנים וכימיקלים, כולל חומרי סיכה, דלקים ושמנים הידראוליים, עם ביצועים עדיפים על TPE מבוסס -SEBS. עם זאת, הוא פחות עמיד לחומצות ובסיסים חזקים. עמידות להידרוליזה שונה בין סוגי TPU: TPU על בסיס-פוליאתר מראה עמידות טובה יותר להידרוליזה עבור סביבות לחות, בעוד ש-TPU על בסיס פוליאסטר-מציע עמידות טובה יותר לשמן אך עשוי להתקלקל בחשיפה למים-לטווח ארוך.
עמידות להזדקנות משתנה לפי סוג. TPUs אליפטיים, כגון ציונים המבוססים על פוליאתר-, עמידים היטב בפני UV וחמצון ואינם מצהיבים בקלות, מה שהופך אותם למתאימים ליישומים חיצוניים כמו מעטפות כבלים. TPUs ארומטיים הם בעלי חוזק מכני גבוה יותר, אך הם נוטים יותר להצהיב בחשיפה ל-UV.
מאפייני עיבוד
בתור תרמופלסטי, ניתן לעבד את ה-TPU באמצעות הזרקה, שחול, יציקת מכה וגיפור ללא גיפור, מה שמספק יעילות ייצור גבוהה. צמיגות ההיתוך שלו רגישה לטמפרטורה-, כאשר טמפרטורות העיבוד נעות בדרך כלל בין 180-230 מעלות, תלוי בדרגה. יש צורך בקרת טמפרטורה זהירה כדי למנוע השפלה.
TPU תואם גם לפלסטיקה הנדסית רבים כגון ABS ו-PC, ומאפשר יצירת יתר ומבנים מרוכבים-קשיחים רכים, בשימוש נרחב במארזי טלפון, גלגלי הגה לרכב ורכיבים מרובי- חומרים אחרים.
חלק מדרגות TPU מציעות שקיפות גבוהה, במיוחד מסוגים מבוססי פוליאתרים-ואליפטיים, עם העברת אור של עד 85%, המתאימים להתקנים אופטיים ולצינורות רפואיים.
TPU הוא ידידותי לסביבה, ללא הלוגן-, וציונים רבים עומדים בתקני ה-FDA ו-RoHS, מה שהופך אותם למתאימים למגע עם מזון או ליישומים רפואיים כמו ערכות עירוי וצינורות רפואיים.