थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन

For other uses, see TPU.

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

रसायन विज्ञान

टीपीयू एक ब्लॉक सहबहुलक है जिसमें ठोस और नरम खंडों या कार्यक्षेत्र के वैकल्पिक अनुक्रम होते हैं, जो लघु शृंखला डायोल्स (तथाकथित श्रृंखला विस्तारक) और (2) लंबी-श्रृंखला वाले डायोल के साथ डायसोसायनेट्स (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 यूरिथेन 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 ध्रुवीयता वाले खंड होते हैं जो लंबे होते हैं (जिन्हें नरम खंड कहा जाता है), छोटे, उच्च ध्रुवीयता खंडों (ठोस खंड कहा जाता है) के साथ बारी-बारी से होते है। 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, क्षय मापांक विस्तृत श्रेणी में सामान्यतः द्विशिखरी को दिखाता है, जिनमें से प्रत्येक को एक घटक टीजी को सौंपा जाता है। यदि दो घटक मिश्रणीय हैं, तो टीपीयू को एक एकल व्यापक चोटी की विशेषता होगी, जिसकी स्थिति शुद्ध घटकों के दो मूल टीजी चोटियों के बीच होती है।

ठोस टुकड़ों की ध्रुवता उनके बीच एक बल आकर्षण उत्त्पन्न 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 खंडो के बीच यह तथाकथित चरण पृथक्करण अधिक या कम महत्वपूर्ण हो सकता है, जो लचीली श्रृंखला के ध्रुवीयता और आणविक भार, उत्पादन की स्थिति आदि पर निर्भर करता है। क्रिस्टलीय या छद्म क्रिस्टलीय क्षेत्र भौतिक क्रॉस-लिंक के रूप में कार्य करते हैं, जो टीपीयू के उच्च लोच स्तर के लिए जिम्मेदार होते हैं, जबकि लचीली श्रृंखलाएं बहुलक को लम्बाई विशेषताओं को प्रदान करती हैं।

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

उपयोग

टीपीयू में ऑटोमोटिव उपकरण पैनल सहित, ढलाईकार पहियों, पॉवर उपकरण, खेल के सामान, चिकित्सा उपकरण, ड्राइव बेल्ट्स, जूते, इन्फ्लेटेबल राफ्ट्स, आग बुझाने का नल और कई तरह के बहिर्वेधित फिल्म, शीट और प्रोफाइल उपयोग सहित कई अनुप्रयोग हैं। टीपीयू भी एक लोकप्रिय सामग्री है जो मोबाइल फोन और कीबोर्ड रक्षक जैसे उपकरणों के नम्य बाहरी स्थितियों में पाई जाती है।

टीपीयू तार और केबल जैकेटिंग, नली और ट्यूब, चिपकने और कपड़ा कोटिंग अनुप्रयोगों में और अन्य पॉलिमर के प्रभाव संशोधक के रूप में अपने अनुप्रयोगों के लिए जाना जाता है। इसका उपयोग उच्च-प्रदर्शन वाली फिल्मों में भी किया जाता है, जैसे उच्च प्रभाव प्रतिरोधी ग्लास संरचनाएं आदि।

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 तंतु 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 में किया जाता है। इसका उपयोग तंतु बहिर्गमन या पाउडर तैयार करने के मध्यवर्ती चरण के बिना सीधे प्रिंट करने के लिए बड़े ऊर्ध्वाधर अन्तःक्षेपण या बहिर्गमन सांचा निर्माण मशीनों में भी किया जाता है।

बाजार पर टीपीयू का अवलोकन

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध टीपीयू के गुण में सम्मलित होते हैं:

• उच्च घर्षण प्रतिरोध
• कम तापमान संपादन
• उच्च कतरनी बल
• उच्च लोच
• पारदर्शिता
• तेल और तेल प्रतिरोध

वर्तमान में उपलब्ध टीपीयू को ठोस खंडो के केमिस्ट्री के आधार पर मुख्य रूप से दो समूहों में विभाजित किया जा सकता 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)।

इन दोनों समूहों के बीच के अंतर को नीचे दी गई तालिका में रेखांकित किया गया है।

गुणों की तालिका

तालिका 1: पॉलिएस्टर- और पॉलीथर-आधारित टीपीयू के बीच मुख्य अंतर।

(ए = उत्कृष्ट; ​​B = अच्छा; C = स्वीकार्य; D = खराब; एफ = बहुत खराब)

गुण	पॉलिएस्टर आधारित टीपीयू	पॉलीथर आधारित टीपीयू
घर्षण प्रतिरोध	A	A
यांत्रिक विशेषताएं	A	B
कम तापमान लचीलापन	B	A
गर्म परिपक्वन	B	D
हाइड्रोलिसिस प्रतिरोध	D	A
रासायनिक प्रतिरोध	A	C
सूक्ष्मजीवी प्रतिरोध	D	A
आसंजन बल	B	D
अन्तःक्षेपण लगाने की क्षमता	B	B

टीपीयू सही विकल्प है जब कम तापमान और/या घर्षण प्रतिरोध थर्माप्लास्टिक इलास्टोमर्स पर नम्य अनुरोध किया जाता है। पॉलिथर-आधारित टीपीयू उन स्थितियों में जहां अतिरिक्त उत्कृष्ट द्रव अपघटन और सूक्ष्मजीवी प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, साथ ही ऐसे स्थितियों में जहां अत्यधिक कम तापमान पर लचीलापन महत्वपूर्ण होता है। यौगिक ईथर-आधारित टीपीयू उन स्थितियों में जहां तेल और ग्रीस प्रतिरोध अधिक उपयुक्त होता है।

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

बीएएसएफ ने टीपीयू परिवर्तन के समय क्रॉस सहलग्नन का बीड़ा उठाया है, जो तरल क्रॉससहलग्नन को जोड़कर या ठोस दानेदार योज्य मास्टर बैच का उपयोग करके संभव बनाया गया है। संयंत्र 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 विषय माना जाता है।

यह भी देखें

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