Polüesterpõhine termoplastiline polüuretaan (polüester TPU)

# ## 1. PõhimääratlusPolüesterpõhine TPU(Polüester TPU) on teatud tüüpitermoplastiline polüuretaan-elastomeeri, lineaarne segmenteeritud plokk-kopolümeer. Selle pehmed segmendid pärinevad peamiselt **polüesterpolüoolidest** (nt polüadipaatglükool, PAG), mis moodustuvad adipiinhappe (AA) ja dioolide (nt 1,4-butaandiool, BDO) polükondensatsioonil. See on üks kahest peamisest kategooriastTPUkoos polüeetril põhineva TPU-ga.

## 2. Keemiline struktuur ja süntees ### Põhitoorained – **Diisotsüanaat**: Tavaliselt **4,4′-difenüülmetaan-diisotsüanaat (MDI)** (≈40% koostisest). – **Polüesterpolüool (pehme segment)**: Sünteesitakse **adipiinhappest (AA)** (≈35%) ja **1,4-butaandioolist (BDO)**. – **Ahela pikendaja (kõva segment)**: Lühikese ahelaga diool, tavaliselt **1,4-butaandiool (BDO)** (≈25%). ### Polümerisatsioonimehhanism Polüester TPU-d sünteesitakse **astmelise kasvuga polümerisatsiooni** reaktsiooni abil: 1. Polüesterpolüool (pehme segment) reageerib MDI-ga, moodustades isotsüanaatotsarühmadega eelpolümeeri. 2. Seejärel pikendatakse eelpolümeeri ahelat BDO-ga, luues vaheldumisi **kõvad segmendid** (MDI-BDO) ja **pehmed segmendid** (polüesterpolüool). 3. Pehmetes segmentides olevate polaarsete esterrühmade (-COO-) ja kõvades segmentides olevate uretaanrühmade (-NHCOO-) vahel tekib tugev **molekulidevaheline vesinikside**, moodustades füüsikalise ristseotud võrgustiku.

## 3. Peamised omadused ### Mehaanilised omadused – **Kõrge tõmbe- ja rebenemistugevus**: Parem kui polüeeterTPU, tänu tugevatele polaarsetele interaktsioonidele ja vesiniksidemetele. – **Suurepärane kulumiskindlus**: Üks selle silmapaistvamaid omadusi, ideaalne suure kulumisega rakenduste jaoks. – **Head painde- ja surveomadused**: Suur jäikus ja kandevõime. – **Lai kõvadusvahemik**: Saab formuleerida Shore A 60 kuni Shore D 80, tasakaalustades elastsust ja jäikust. ### Keemiline ja keskkonnakindel – **Suurepärane õli- ja rasvakindlus**: Väga vastupidav mittepolaarsetele lahustitele, kütustele ja määrdeõlidele. – **Hea lahustikindlus**: Vastupidav paljudele orgaanilistele lahustitele (nt alkoholid, estrid). – **Mõõdukas kuumakindlus**: Hea termiline stabiilsus, sobib pidevaks kasutamiseks temperatuuridel kuni 80–100 °C. – **Nõrk hüdrolüüsikindlus**: Estersidemed on vee poolt lõhustatavad, eriti kuumas ja niiskes keskkonnas, mis viib omaduste halvenemiseni. – **Nõrk madalatemperatuuriline paindlikkus**: Muutub jäigaks ja hapraks temperatuuril alla -20 °C. ### Muud omadused – **Hea läbipaistvus**: Saadaval on läbipaistvad või poolläbipaistvad klassid. – **Hea ühilduvus**: Ühildub polaarsete polümeeridega, näiteks PVC-ga, võimaldades hõlpsat segamist ja modifitseerimist.

## 4. Tüüpilised rakendused Polüester-TPU-d kasutatakse laialdaselt valdkondades, mis nõuavad suurt mehaanilist tugevust, kulumiskindlust ja õlikindlust: – **Tööstus ja masinaehitus**: Konveierilindid, hüdraulikavoolikud, tihendid, rullid ja kulumiskindlad osad. – **Jalatsid**: Välistallad, vahetallad ja jalatsikomponendid vastupidavuse ja õlikindluse tagamiseks. – **Autotööstus**: Siseviimistlus, kaablikate, turvapatjade katted ja kütusesüsteemi komponendid. – **Katted ja liimid**: Kõrgjõudlusega katted kangastele, metallidele ja plastidele; struktuurliimid. – **Juhtmed ja kaablid**: Tööstuskaablite kate, mis vajab õli- ja kulumiskindlust. – **Sport ja vaba aeg**: Suusasaapad, rulluisurattad ja spordivarustuse osad.

## 5. Võrdlus polüeeter-TPU-ga | Omadus | Polüester-TPU | Polüeeter-TPU | |:— |:— |:— | | **Pehme segment** | Polüesterpolüool (nt PAG) | Polüeeterpolüool (nt PTMEG) | | **Tõmbetugevus** | Kõrge | Keskmine | | **Kulumiskindlus** | Suurepärane | Hea | | **Õli-/lahustikindlus** | Suurepärane | Keskmine | | **Hüdrolüüsikindlus** | Halb | Suurepärane | | **Madala temperatuuriga paindlikkus** | Halb | Suurepärane | | **Hind** | Madalam | Kõrgem |

## 6. Töötlemine ja käitlemine – **Töötlemismeetodid**: Töötlemiseks sobib standardsed termoplastmeetodid: survevalu, ekstrusioon, puhumisvormimine ja kalandreerimine. – **Kuivamisnõuded**: Enne töötlemist tuleb materjal põhjalikult kuivatada (80–100 °C 2–4 tundi), et vältida hüdrolüüsi ja mullide teket. – **Vormimistemperatuur**: Tavaliselt 180–220 °C, olenevalt konkreetsest klassist ja kõvadusest.

## 7. Eelised ja piirangud ### Eelised – Erakordne mehaaniline tugevus ja kulumiskindlus. – Suurepärane õli- ja kemikaalikindlus. – Hea ühilduvus polaarsete materjalidega. – Madalam hind võrreldes polüeeter-TPU-ga.