Flexible TPU

آشنایی با TPU های مختلف

  TPU (Thermoplastic Urethanes) ترموپلاستیک الاستومری با خواص متنوع، کاربردهای مختلف و البته گریدهای گوناگون است. اگر پلی یورتان را برای تولید قطعه مورد نظرتان انتخاب کنید حتما در مرحله بعد باید مشخص کنید چه گروهی از TPU مناسب کاربری مد نظر است؟ انواع استری؟ اتری؟ … با این بخش همراه باشید تا با گونه های مختلف TPU آشنا شوید و بتوانید گرید مناسب را برای هر کاربری تشخیص دهید.

TPU از واکنش ایزوسیانات با دی ال های مختلف حاصل می شود و بخش های نرم و سخت را در زنجیره خود دارد. این ترکیب اجزای سخت در کنار بخش های منعطف و نرم باعث می شود TPU در گروه TPE ها قرار گیرد و در واقع فرایند شکل دهی مشابه با پلاستیک ها داشته باشد، اما انعطافپذیری و خواص دینامیکی مانند الاستومرها ایجاد کند و قابل بازیافت نیز باشد. TPU شفاف است، استحکام مکانیکی و مقاومت ضربه بسیار بالایی دارد، منعطف و الاستیک است. پلی یورتان در برابر سایش مقاومت بالایی دارد، در برابر ازون پایدار است و از نظر مقاومت شیمیایی نیز TPU وضعیت بسیار خوبی دارد. TPU در برابر حلال های آلیفاتیکی، نفتی و روغنی مقاومت خوبی نشان می دهد.

Flexible TPU

پلی یورتان ترموپلاستیک انواع مختلفی از نظر ساختار شیمیایی دارد. بر این اساس گروه های مختلف پلی یورتان و تقسیم بندی گریدهای مختلف آن بر اساس لیست زیر است:

TPU فاز سخت فاز نرم
TPU-ARES آروماتیک پلی استر
TPU-ARES آروماتیک پلی استر
TPU-AREE آروماتیک پلی اتر/ استر
TPU-AREE آروماتیک پلی کربنات
TPU-AREE آروماتیک پلی کاپرولاکتان
TPU-AREE آلیفاتیک پلی استر
TPU-AREE آلیفاتیک پلی اتر

 

انواع پلی یورتانی پایه استری با PVC سازگار هستند، در برابر روغن ها مقاوم بوده و مقاومت سایشی بسیار خوبی دارند. اما انواع TPU حاوی گروه های اتری سبک تر هستند و مقاومت سایشی و پارگی خوبی دارند. این گروه انعطاف خوبی در دمای پایین دارند و مقاومت هیدرولیز مناسبی دارند. جدول زیر یک مقایسه کلی بین دو گروه مهم TPU پایه اتر و پایه استری را نشان می دهد.

Property Polyester-based TPU Polyether-based TPU
Abrasion resistance A A
Mechanical properties A B
Low temperature flexibility B A
Heat aging B D
Hydrolysis resistance D A
Chemical resistance A C
Microbial resistance D A
Adhesion strength B D
Injectability B B

A: Excellent, B: Good, C: Moderate, D: Weak

 

از جمله کاربردهای TPU می توان به تولید زیره کفش، قطعاتن و اورینگ های آب بندی و گسکت های هیدرولیک، چرخ های صنعتی، قطعات خودرو، تسمه ها، صنعت برق و الکترونیک و … اشاره کرد. بر اساس الزامات هر کاربری بایستی گرید مناسب TPU را انتخاب کرد.

PPSU application

پلاستیک هایی با دمای کاربری بالاتر از 200 °C، سوپر ترموپلاستیک های مهندسی

یکی از ترموپلاستیک های مهندسی با پایداری ابعادی و مکانیکی بالا در دماهای بالا پلی فنیلن سولفون (PPSU – Polyphenylsulfone) است. این ترموپلاستیک در گروه پلاستیک های آمورف یا بی نظم قرار می گیرد، پایداری بسیار بالایی در برابر دما دارد و شفاف است. مزیت اصلی سوپر ترموپلاستیک PPSU در مقایسه با ترموپلاستیک های مهندسی مشابه با آن، مانند PSU (پلی سولفون) و PES (پلی اتر سولفون)، مقاومت به ضربه بالای آن در کنار عدم حساسیت رفتار ضربه پذیری PPSU به ایجاد خراش و ترک است. در این بخش با مزایا و کاربردهای این شاهکار دنیای پلیمر آشنا خواهیم شد.

PPSU بخاطر مقاومت شیمیایی بینظیری که دارد گزینه بسیار ایده آلی برای تولید قطعاتی است که در زمان کاربری در معرض دماهای بالا و در تماس با محیط شیمیایی خورنده قرار می گیرند. از جمله این کاربردها می توان به قطعات سیستم های تاسیساتی، قطعات پزشکی نیازمند استریلیزاسیون، صنعت خودرو و هواپیما اشاره کرد. در تمامی این کاربردها نبایستی نگران شکل دهی PPSU باشیم. چرا که بر خلاف بسیاری از ترموپلاستیک های مهندسی سوپر ترموپلاستیک PPSU قابلیت شکل دهی در ماشین آلات تزریق معمولی را دارد و تنها نیاز است در دماهای بالا (برای مثال 350 – 400 C) شکل دهی شود.

PPSU application

PPSU خواص مکانیکی برتری نسبت به ترموپلاستیک های مشابه (مانند PSU, PES) دارد، مقاومت بی نظیری در برابر حلال ها، اسید و بازها نشان می دهد، البته گرانتر از PSU و PES است و در نهایت فرایند پذیری خوش قلقی دارد. باید در ذهن داشت چنانچه قطعات تولیدی با PPSU در معرض تابش مستقیم نور خورشید قرار می گیرند، بایستی از افزودنی ها یا رنگ مناسب در فرمولاسیون استفاده کرد تا بتوان مقاومت در برابر تابش نور خورشید را در این ترموپلاستیک مهندسی افزایش داد.

کاربرد پلی یورتان در داخل خودرو

کاربرد پلی یورتان در قطعات خودرویی

پلی یورتان، پلیمر با استعداد در قطعات خودرویی

اگر وزن یک خودرو ملاک قرار گیرد، حدود 12-20 درصد، و چنانچه تعداد قطعات لحاظ شود، می توان گفت حدود 30 درصد یک خودرو را پلیمرها، فارغ از پلاستیک یا لاستیک، یا بعبارت دیگر ترموپلاستیک یا ترموست، تشکیل می دهند. با توجه به آمار فوق، اهمیت کاربرد پلی یورتان در قطعات خودرویی به وضوح مشخص است. اگر به صورت مشخص به ترموپلاستیک های مورد مصرف در صنایع خودروسازی نگاه شود، انواع پلاستیک های معمولی و مهندسی مانند PP, TPU, PU, PE, PA, ABS , PVC, PMMA, PBT, PC, PPS, PEI, … در این حوزه به کار می روند.

کاربرد پلی یورتان در صنعت خودرو

دومین ترموپلاستیک پرمصرف در هر خودرویی TPU و PU است، این نکته به دلیل استفاده از این ترموپلاستیک در تولید فوم های صندلی و عایق های کابین است. هرچند علاوه بر این کاربری، TPU در تولید روکش های قطعات دکوراتیو درون کابین خودرو نیز کاربرد ویژه ای دارد. این کاربری وجه لوکس TPU و استفاده از آن در تولید گردگیرها و روکش های مورد مصرف در قطعات جلوبندی، گیربکس و جعبه فرمان وجه دوام و پایداری TPU را نشان می دهد. پایداری بینظیر TPU در برابر روغن ها و همچنین مقاومت عالی در شرایط بارگذاری متناوب در کنار انعطافپذیری، منجر به استفاده از آن در تولید گردگیرها شده است.

کاربرد پلی یورتان در داخل خودرو

آخرین کاربرد پلی یورتان در تولید قطعات خودرویی، ضربه گیرهای مورد استفاده در سیستم تعلیق خودرو است. این ضربه گیرها در معرض بارگذاری های پیچیده و چند بعدی قرار میگیرند، و از طرفی وارد آمدن استرس های ناگهانی در این کاربری معمول است و TPU تنها گزینه ای است که مقاومت خستگی بسیار عالی برای این کاربری در بین ترموپلاستیک ها دارد.

ضربه گیرهای خودرو