थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन

थर्माप्लास्टिक polyurethane  (टीपीयू) लोच (भौतिकी), पारदर्शिता और पारदर्शिता, और तेल, तेल और घर्षण के प्रतिरोध सहित कई गुणों वाले पॉलीयूरेथेन प्लास्टिक का एक वर्ग है। तकनीकी रूप से, वे थर्माप्लास्टिक इलैस्टोमर होते हैं जिनमें कठोर और नरम खंडों से बने रैखिक खंड वाले ब्लॉक कॉपोलीमर होते हैं।

रसायन विज्ञान
टीपीयू एक ब्लॉक कॉपोलीमर है जिसमें हार्ड और सॉफ्ट सेगमेंट या डोमेन के वैकल्पिक अनुक्रम होते हैं, जो शॉर्ट-चेन डायोल्स (तथाकथित चेन एक्सटेंडर) और (2) डायोसोसायनेट्स के साथ लंबी-श्रृंखला डायोल के साथ (1) डायसोसायनेट्स की प्रतिक्रिया से बनता है। प्रतिक्रिया यौगिकों के अनुपात, संरचना और/या आणविक भार को अलग-अलग करके, विभिन्न टीपीयू की एक विशाल विविधता का उत्पादन किया जा सकता है। यह urethane रसायनज्ञों को सामग्री के वांछित अंतिम गुणों के लिए बहुलक की संरचना को ठीक करने की अनुमति देता है।

आकृति विज्ञान
एक टीपीयू राल में ब्लॉक-संरचनाओं में रैखिक बहुलक श्रृंखलाएं होती हैं। इस तरह की श्रृंखलाओं में कम रासायनिक ध्रुवीयता खंड होते हैं जो लंबे होते हैं (जिन्हें नरम खंड कहा जाता है), छोटे, उच्च ध्रुवीयता खंडों (कठोर खंड कहा जाता है) के साथ बारी-बारी से। दोनों प्रकार के खंड सहसंयोजक लिंक द्वारा एक साथ जुड़े हुए हैं ताकि वे वास्तव में ब्लॉक-कोपोलिमर बना सकें। टीपीयू में हार्ड और सॉफ्ट सेगमेंट की मिश्रणीयता उनके ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) में अंतर पर निर्भर करती है। जो गतिशील यांत्रिक स्पेक्ट्रा द्वारा पहचाने जाने योग्य सूक्ष्म-ब्राउनियन खंडीय गति की शुरुआत में होता है। एक अमिश्रणीय टीपीयू के लिए, नुकसान मापांक स्पेक्ट्रम आमतौर पर दोहरी चोटियों को दिखाता है, जिनमें से प्रत्येक को एक घटक के टीजी को सौंपा गया है। यदि दो घटक गलत हैं, तो टीपीयू को एक एकल व्यापक चोटी की विशेषता होगी, जिसकी स्थिति शुद्ध घटकों के दो मूल टीजी चोटियों के बीच होती है।

कठोर टुकड़ों की ध्रुवता उनके बीच एक मजबूत आकर्षण पैदा करती है, जो इस चरण में उच्च स्तर के एकत्रीकरण और व्यवस्था का कारण बनती है, जिससे नरम और लचीले मैट्रिक्स में स्थित क्रिस्टलीय या छद्म क्रिस्टलीय क्षेत्र बनते हैं। दोनों ब्लॉकों के बीच यह तथाकथित चरण पृथक्करण अधिक या कम महत्वपूर्ण हो सकता है, जो लचीली श्रृंखला के ध्रुवीकरण और आणविक भार, उत्पादन की स्थिति आदि पर निर्भर करता है। क्रिस्टलीय या छद्म क्रिस्टलीय क्षेत्र भौतिक पार लिंक  के रूप में कार्य करते हैं, जो खाता है टीपीयू के उच्च लोच स्तर के लिए, जबकि लचीली श्रृंखलाएं बहुलक को बढ़ाव की विशेषताएं प्रदान करेंगी।

ये छद्म क्रॉसलिंक, हालांकि, गर्मी के प्रभाव में गायब हो जाते हैं, और इस प्रकार इन सामग्रियों पर शास्त्रीय एक्सट्रूज़न मोल्डिंग, अंतः क्षेपण ढलाई  और पंचांग प्रसंस्करण विधियां लागू होती हैं। नतीजतन, टीपीयू स्क्रैप को पुन: संसाधित किया जा सकता है।

उपयोग
TPU में ऑटोमोटिव इंस्ट्रूमेंट पैनल, कॉस्टर व्हील्स, पावर टूल्स, स्पोर्टिंग गुड्स, मेडिकल डिवाइसेस, ड्राइव बेल्ट्स, फुटवियर, इन्फ्लेटेबल राफ्ट्स, फायर होसेस और कई तरह के एक्सट्रूडेड फिल्म, शीट और प्रोफाइल यूज सहित कई एप्लिकेशन हैं। टीपीयू भी एक लोकप्रिय सामग्री है जो मोबाइल फोन और कीबोर्ड रक्षक जैसे उपकरणों के लचीले बाहरी मामलों में पाई जाती है। टीपीयू वायर और केबल जैकेटिंग, होज़ और ट्यूब, एडहेसिव और टेक्सटाइल कोटिंग अनुप्रयोगों में और अन्य पॉलिमर के प्रभाव संशोधक के रूप में अपने अनुप्रयोगों के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है। इसका उपयोग उच्च-प्रदर्शन वाली फिल्मों में भी किया जाता है, जैसे टुकड़े टुकड़े वाले ग्लास संरचनाएं।

टीपीयू थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर है जिसका उपयोग जुड़े हुए रेशा बयान  (एफएफडी) 3 डी प्रिंटिग में किया जाता है। विरूपण की अनुपस्थिति और प्राइमर की आवश्यकता की कमी इसे 3डी प्रिंटर के लिए एक आदर्श फिलामेंट बनाती है जब वस्तुओं को लचीला और लोचदार होना चाहिए। चूंकि टीपीयू एक थर्मोप्लास्टिक है, इसे 3डी प्रिंटर के हॉटएंड द्वारा पिघलाया जा सकता है, मुद्रित किया जा सकता है, फिर वापस एक लोचदार ठोस में ठंडा किया जा सकता है। टीपीयू पाउडर का उपयोग अन्य 3डी प्रिंटिंग प्रक्रियाओं के लिए भी किया जाता है, जैसे चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (एसएलएस) और 3डी प्रिंटिंग। इसका उपयोग फिलामेंट एक्सट्रूज़न या पाउडर तैयार करने के मध्यवर्ती चरण के बिना सीधे प्रिंट करने के लिए बड़े वर्टिकल इंजेक्शन या एक्सट्रूज़न मोल्डिंग मशीनों में भी किया जाता है।

बाजार पर टीपीयू का अवलोकन
व्यावसायिक रूप से उपलब्ध टीपीयू की संपत्तियों में शामिल हैं:


 * उच्च घर्षण प्रतिरोध
 * कम तापमान प्रदर्शन
 * उच्च कतरनी ताकत
 * उच्च लोच
 * पारदर्शिता
 * तेल और तेल प्रतिरोध

वर्तमान में उपलब्ध टीपीयू को सॉफ्ट सेगमेंट केमिस्ट्री के आधार पर मुख्य रूप से दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: इन दोनों समूहों के बीच के अंतर को नीचे दी गई तालिका में रेखांकित किया गया है।
 * 1) पॉलिएस्टर आधारित टीपीयू (मुख्य रूप से एडिपिक एसिड एस्टर से प्राप्त)
 * 2) पॉलीथर-आधारित टीपीयू (मुख्य रूप से टेट्राहाइड्रोफ्यूरान (टीएचएफ) ईथर पर आधारित)।

गुणों की तालिका
तालिका 1: पॉलिएस्टर- और पॉलीथर-आधारित टीपीयू के बीच मुख्य अंतर। (ए = उत्कृष्ट; ​​बी = अच्छा; सी = स्वीकार्य; डी = खराब; एफ = बहुत खराब)

टीपीयू सही विकल्प है जब कम तापमान और/या घर्षण प्रतिरोध थर्माप्लास्टिक इलास्टोमर्स पर लचीला अनुरोध किया जाता है। पॉलिथर-आधारित टीपीयू उन मामलों में जहां अतिरिक्त उत्कृष्ट हाइड्रोलिसिस और माइक्रोबियल प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, साथ ही ऐसे मामलों में जहां अत्यधिक कम तापमान लचीलापन महत्वपूर्ण है। एस्टर-आधारित टीपीयू उन मामलों में जहां तेल और ग्रीस प्रतिरोध अधिक प्रासंगिक है।

जब स्थिर हल्के रंग और गैर-पीले रंग के प्रदर्शन की आवश्यकता होती है, तो एलिफैटिक आइसोसाइनेट्स पर आधारित स्निग्ध यौगिक टीपीयू का उपयोग किया जाता है।

बीएएसएफ ने टीपीयू परिवर्तन के दौरान क्रॉसलिंकिंग का बीड़ा उठाया है, जो लिक्विड क्रॉसलिंकर्स को जोड़कर या ठोस दानेदार योज्य मास्टर बैच  का उपयोग करके संभव बनाया गया है। प्लांट-आधारित बायो टीपीयू को बीएएसएफ, मेरक्विंसा-लुब्रिज़ोल और जीआरईसीओ द्वारा ग्रीन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर अनुप्रयोगों के लिए विकसित किया गया है, जिसका विपणन क्रमशः इलास्टोलन एन, पर्लथेन ईसीओ और आइसोथेन के रूप में किया जाता है।

सुरक्षा
टीपीयू में सिलोक्सेन हो सकते हैं, जिनमें से कुछ को यूरोपीय संघ द्वारा बहुत अधिक चिंता का पदार्थ माना जाता है।

यह भी देखें

 * फ्रैकिंग नली
 * मोबाइल फोन कवर
 * पॉली पॉलीकार्बोनेट
 * सिलिकॉन