Διαφορά μεταξύ TPU και PU

Κύρια διαφορά – TPU έναντι PU

Το TPU και το PU είναι πολύ σημαντικά πολυμερή που έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε διαφορετικούς κλάδους. Το TPU σημαίνει θερμοπλαστικές πολυουρεθάνες ενώ το PU σημαίνει πολυουρεθάνες. Το TPU είναι ένας τύπος θερμοπλαστικού ελαστομερούς. Έχει πολλές βελτιωμένες ιδιότητες από άλλα θερμοπλαστικά ελαστομερή. Η PU είναι ένα πολυμερές που διαφέρει από άλλα πολυμερή υλικά με βάση την ονοματολογία του. Αυτό το πολυμερές ονομάζεται με βάση τους δεσμούς ουρεθάνης που υπάρχουν στο πολυμερές. Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ αυτών των δύο τύπων. Η κύρια διαφορά μεταξύ TPU και PU είναι ότι Το TPU δεν έχει διασταυρούμενες συνδέσεις ενώ το PU μπορεί να έχει διασταυρώσεις με βάση τον τύπο των πολυολών που χρησιμοποιούνται.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το TPU
     – Ορισμός, Δομή, Εφαρμογές
2. Τι είναι η PU
     – Ορισμός, Βήματα στην παραγωγή
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ TPU και PU
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Διασταυρούμενοι Σύνδεσμοι, Ελαστομερή, Ισοκυανικά, Μονομερή, Πολυμερή, Πολυόλες, Πολυουρεθάνη (PU), Θερμοπλαστικό, Θερμοπλαστική Πολυουρεθάνη (TPU), Θερμοσκληρυντικά, Ουρεθάνη

Τι είναι το TPU

TPU σημαίνει θερμοπλαστική πολυουρεθάνη . Είναι ένα είδος θερμοπλαστικού ελαστομερούς. Ως εκ τούτου, είναι ελαστικό και τήγμα-επεξεργάσιμο. Έχει πολλές ευνοϊκές ιδιότητες όπως ελαστικότητα, διαφάνεια, αντοχή στα λάδια και αντοχή στην τριβή. Το TPU είναι μια μορφή μπλοκ συμπολυμερούς (περιέχει μαλακά και σκληρά τμήματα).

Το TPU μπορεί να χρωματιστεί μέσω πολλών διαδικασιών και είναι επίσης εξαιρετικά ευέλικτο. Αυτό οφείλεται κυρίως στη σύνθεση σκληρών και μαλακών τμημάτων. Τα σκληρά μέρη είναι είτε αρωματικά είτε αλειφατικά. Είναι γενικά αρωματικά, αλλά τα αλειφατικά σκληρά τμήματα είναι προτιμότερα όταν η διατήρηση του χρώματος και της διαύγειας κατά την έκθεση στο ηλιακό φως είναι πιο σημαντική.

Η αντίσταση λαδιού προκύπτει με το μαλακό τμήμα αυτού του μπλοκ συμπολυμερούς. Τα μαλακά τμήματα είναι συχνά τύπου πολυαιθέρα ή πολυεστέρα, αλλά αυτό εξαρτάται από την εφαρμογή. Τα μαλακά τμήματα από πολυαιθέρα είναι σημαντικά για να αντέχουν σε υγρά περιβάλλοντα, ενώ τα μαλακά τμήματα από πολυεστέρα είναι σημαντικά για την αντοχή στο λάδι. Μερικές εφαρμογές του TPU δίνονται παρακάτω.

• Λύσεις συρμάτων και καλωδίων – παρέχουν σκληρότητα και ευελιξία μαζί με εκτεταμένη ανθεκτικότητα
• Μεμβράνη και φύλλο – παρέχουν ανθεκτικότητα και ευελιξία
• Σωλήνες και σωλήνες
• Πτερύγια κολύμβησης και γυαλιά αθλητικών ειδών

Εικόνα 1:  Τσιπ TPU

Ωστόσο, το TPU έχει υψηλή σκληρότητα σε σύγκριση με άλλους τύπους θερμοπλαστικών ελαστομερών. Όταν καίγεται, το TPU καίγεται με μια ερεθιστική οσμή. Τα προϊόντα από TPU έχουν πιο τραχιά αίσθηση.

Τι είναι η PU

Το PU σημαίνει πολυουρεθάνη . Είναι ένα πολυμερές υλικό που αποτελείται από δεσμούς ουρεθάνης. Αυτοί ονομάζονται επίσης καρβαμιδικοί δεσμοί. Οι περισσότερες πολυουρεθάνες είναι θερμοσκληρυνόμενες. Δεν λιώνουν όταν θερμαίνονται. Υπάρχουν όμως και μερικές θερμοπλαστικές πολυουρεθάνες.

Αυτό το πολυμερές διαφέρει από πολλά άλλα πολυμερή λόγω της απουσίας μονομερούς ουρεθάνης (άλλα πολυμερή ονομάζονται σύμφωνα με το μονομερές που χρησιμοποιείται για την παραγωγή· για παράδειγμα, το πολυαιθυλένιο κατασκευάζεται από μονομερή αιθυλενίου). Το πολυμερές ονομάστηκε με βάση τους επαναλαμβανόμενους δεσμούς που υπάρχουν στο πολυμερές, οι οποίοι είναι δεσμοί ουρεθάνης (-R-NH-C(=O)-O-).

Εικόνα 2:Μαξιλάρι αφρού μνήμης από PU

Οι πολυουρεθάνες παράγονται από την αντίδραση μεταξύ αλκοολών (που έχουν περισσότερες από δύο ομάδες –ΟΗ, γνωστές και ως πολυόλες) και ισοκυανικών (που έχουν περισσότερες από μία δραστικές ισοκυανικές ομάδες –NCO). Ο δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ αλκοόλης και ισοκυανικού είναι ένας δεσμός ουρεθάνης. Η παραγωγή PU έχει τρία βασικά βήματα.

Παραγωγή ισοκυανικών ενώσεων

Για την παραγωγή ισοκυανικών, χρησιμοποιούνται δύο κύριες ενώσεις. TDI (διισοκυανικό τολουόλιο) και MDI (διισοκυανικό μεθυλενοδιφαινυλεστέρα). Το TDI χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή χαμηλής πυκνότητας, εύκαμπτου αφρού ή μαξιλαριών. Το MDI χρησιμοποιείται γενικά για την παραγωγή άκαμπτων αφρού.

Παραγωγή πολυολών

Ο αριθμός των ομάδων –ΟΗ που υπάρχουν ανά μονομερές είναι σημαντικός για τον προσδιορισμό του βαθμού διασύνδεσης μεταξύ των μορίων του πολυμερούς. Αυτό επηρεάζει τις μηχανικές ιδιότητες του πολυμερούς υλικού.

Παραγωγή PU

Σχηματίζεται γραμμική PU εάν οι πολυόλες έχουν δύο ομάδες –ΟΗ ανά μονομερές και αναμειγνύονται είτε με TDI είτε με MDI. Αυτοί οι δεσμοί πολυουρεθάνης σχηματίζονται μέσω πολυμερισμού συμπύκνωσης. Εάν οι πολυόλες περιέχουν περισσότερες από δύο ομάδες –ΟΗ ανά μονομερές, τότε παράγεται ένα πολυμερές υλικό με σταυροδεσμούς.

Διαφορά μεταξύ TPU και PU

Ορισμός

TPU: TPU σημαίνει θερμοπλαστική πολυουρεθάνη.

PU: Το PU σημαίνει πολυουρεθάνη.

Φύση

TPU: Το TPU είναι ένα θερμοπλαστικό υλικό.

PU: Οι περισσότερες πολυουρεθάνες (PU) είναι θερμοσκληρυνόμενες, αλλά υπάρχουν και ορισμένα θερμοπλαστικά υλικά.

Κατηγορία

TPU: Το TPU είναι ένα μπλοκ συμπολυμερές.

PU: Η PU ανήκει σε μια κατηγορία πολυμερών αντίδρασης.

Σύνθεση

TPU: Το TPU περιέχει σκληρά και μαλακά τμήματα.

PU: Η PU περιέχει συνδέσμους ουρεθάνης.

Πρώτες ύλες

TPU: Το TPU είναι κατασκευασμένο από πολυαιθέρα ή πολυεστέρα (μαλακά τμήματα) ή πολυκαπρολακτόνες.

PU: Το PU είναι κατασκευασμένο από πολυόλες και ισοκυανικά.

Διασυνδέσεις

TPU: Το TPU δεν έχει διασυνδέσεις.

PU: Η PU μπορεί να έχει διασταυρούμενες συνδέσεις με βάση τον τύπο των πολυολών που χρησιμοποιούνται.

Συμπέρασμα

Το TPU σημαίνει θερμοπλαστική πολυουρεθάνη. Είναι μια βελτιωμένη μορφή θερμοπλαστικού ελαστομερούς. Διαφέρει από τα συνηθισμένα ελαστομερή λόγω της απουσίας σταυροδεσμών. Το PU σημαίνει πολυουρεθάνες. Αυτό το πολυμερές είναι διαφορετικό στην ονοματολογία του επειδή ονομάστηκε λαμβάνοντας υπόψη τους επαναλαμβανόμενους δεσμούς ουρεθάνης. Η κύρια διαφορά μεταξύ TPU και PU είναι ότι το TPU δεν έχει διασταυρώσεις, ενώ το PU μπορεί να έχει διασταυρώσεις με βάση τον τύπο των πολυολών που χρησιμοποιούνται.

Αναφορά:

1. Lazonby, John. "Πολυουρεθάνες." The Essential Chemical Industry online, Διαθέσιμο εδώ.
2. «Μηχανικά πολυμερή». Thermoplastic Polyurethane (TPU) and Beyond – Lubrizol, Διαθέσιμο εδώ.
3. Πολυουρεθάνες.» Θερμοπλαστική Πολυουρεθάνη, Διατίθεται εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Chips TPU" Του Luigi Chiesa – Δική δουλειά (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. "MemoryFoam-slow" Από τον Johan – Δική του δουλειά (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia