פוליאוריטן (PU), קיצור של פולי (urethane), הוא פולימר רב -תכליתי המסונתז דרך תגובת הפולי -קונדנסציה של פוליולים ודיסיאנאטים. זה ידוע בתכונותיו המכניות המצוינות והוא נמצא בשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים וצרכניים שונים, כולל סרטים, ציפויים, דבקים, סיבים, קצף ואלסטומרים. בין הצורות השונות של פוליאוריטן, פוליאוריטן תרמופלסטי (TPU) בולט בגלל השילוב הייחודי שלו בין גמישות ויכולת תהליכים.
TPU הוא סוג של קופולימרים בלוקים מפולחים ליניאריים, המיוצגים בדרך כלל על ידי הנוסחה (AB) ₙ. במבנה זה, הקטע "A" הוא פוליאסטר משקל מולקולרי גבוה או פוליאתר (עם טווח משקל מולקולרי של כ 1000 עד 6000), ואילו קטע "B" הוא דיול קצר שרשרת המכיל 2 עד 12 אטומי פחמן. מקטעים רכים וקשים אלה מחוברים על ידי יחידות Diisocyanate, ויוצרים מבנה המעניק ל- TPU גם גמישות וגם חוזק. שלא כמו חומרי גומי מקושרים, ל- TPU יש מבנה מולקולרי ליניארי בעיקר עם קישור צולב כימי מינימלי.
אחד ממאפייני המפתח של TPU טמון בנוכחות קשרי מימן רבים בין השרשראות המולקולריות שלה, ויוצר את מה שמכונה קישור צולב פיזי. קשרי מימן אלה ממלאים תפקיד קריטי בחיזוק מבנה החומר, ותורמים למודולוס הגבוה, חוזק מתיחה וחוסן. כתוצאה מכך, TPU מציגה עמידות בפני שחיקה מצוינת, עמידות בפני שמן ועמידות כימית, עמידות הידרוליזה ונשארת יציבה על פני טווח טמפרטורות רחב. זה גם מראה התנגדות טובה להתקפה מיקרוביאלית והזדקנות סביבתית.
יתרון נוסף של TPU הוא התנהגותו התרמופלסטית. הקישור הגופני באמצעות קשרי מימן הוא חימום תחת הפיכה או בתמיסה, הכוחות הבין-מולקולריים נחלשים, ומאפשרים לחומר לזרום או לעצב מחדש. לאחר קירור או אידוי ממס, רפורמת קשרי המימן, מה שמאפשר לחומר לשחזר את ביצועי המצב המוצק שלו ללא אובדן משמעותי של תכונות. יכולת עתירות מחודשת זו הופכת את TPU המתאים לעיצוב הזרקה, שחול וטכניקות עיבוד תרמופלסטיות אחרות.
דוגמה ידועה ל- TPU בחיי היומיום היא Spandex (המכונה גם Elastane), סיב אלסטי מאוד המשמש בטקסטיל. הרבגוניות, העמידות והעיבוד של TPU הופכים אותו לחומר לבחירה בתעשיות החל מהנעלה ואלקטרוניקה למכשירים רכב ורפואה.