TPU (Isoplast®):Besonderes Highlight aus Kunststoff

Thermoplastisches Polyurethan* ist ein vollständig thermoplastisches Elastomer. Es ist elastisch und schmelzverarbeitbar. TPU kann extrudiert, spritzgegossen und formgepresst werden. Da TPU ein linear segmentiertes Blockcopolymer ist, das aus harten und weichen Segmenten besteht, ermöglicht es eine beträchtliche Anzahl von Kombinationen von physikalischen Eigenschaften. Diese Vielfalt macht TPU zu einem äußerst flexiblen Material, das sich dutzenden Anwendungen anpassen kann. Für einen noch größeren Nutzen können das Molekulargewicht, das Verhältnis und der chemische Typ der harten und weichen Segmente variiert werden. Das harte Segment ist entweder aromatisch oder aliphatisch.

Aromatische Segmente können aus organischen Verbindungen bestehen, die aromatische Ringe mit sechs Kohlenstoffatomen als Rückgrat enthalten. Isocyanate werden so aufgebaut, dass sie als mögliche Vorläufer Toluol, Benzol oder andere aromatische Lösungsmittel enthalten. Die Vorstufen werden zur Herstellung von MDI (MDI ist eine Mischung aus 2,2’, 2,4’ und 4,4’ Methylendiphenyldiisocyanaten) verwendet, das einer der Hauptbestandteile von Thermoplasten ist. Außerdem müssen sie mindestens zwei lineare OH-Funktionale aufweisen. Typisch für solche Verbindungen sind Benzol und seine Derivate und basieren auf Isocyanaten. Nasse Umgebungen erfordern im Allgemeinen ein TPU auf Polyetherbasis. Generell bleibt thermoplastisches TPU im Kontakt mit Fetten, Schmierstoffen und Prüfölen auch bei hohen Temperaturen bis 100°C und über einen Zeitraum von mehreren Wochen stabil. Einige Flüssigkeiten auf Ölbasis können jedoch TPU beschädigen, daher wird ein Kompatibilitätstest empfohlen. Zum Beispiel erfordert die Öl- und Kohlenwasserstoffbeständigkeit oft ein TPU auf Polyesterbasis.

In Kombination mit Polymerblends bietet TPU herausragende Vorteile. Wenn TPU mit PVC kombiniert wird, verbessert es den Druckverformungsrest, die Abriebfestigkeit und die Kälteflexibilität. Wenn es Polycarbonat oder ABS zugesetzt wird, ergibt ein TPU mit einem nominellen Biegemodul von 18.000 eine Mischung mit Biegemodulwerten von bis zu 150.000 psi.

Die Vielseitigkeit von TPU führt zu hoher Belastbarkeit, gutem Druckverformungsrest und Beständigkeit gegen Stöße, Abrieb und Risse, Witterungseinflüsse und Kohlenwasserstoffe. TPU ist flexibel ohne den Einsatz von Weichmachern mit einem breiten Härtebereich und hoher Elastizität. Es schließt die Materiallücke zwischen Gummi und Kunststoff. Darüber hinaus kann TPU sowohl als Hartgummi als auch als weicher technischer Thermoplast verwendet werden. Es ist sterilisierbar oder schweißbar, lässt sich leicht verarbeiten, einfärben, lackieren und stanzen.

Einige Typen weisen optische Klarheit, hydrolytische Stabilität, Flammhemmung und antistatische Eigenschaften auf. Andere thermoplastische Polyurethane können kompoundiert werden, wenn eine größere strukturelle Festigkeit erforderlich ist. Diese Materialien basieren einfach auf Isocyanaten, die durch Diole (eine chemische Verbindung mit zwei Hydroxylgruppen) oder Triolen (eine chemische Verbindung mit drei Hydroxylgruppen) verbunden sind. In diesem Fall fungieren die weichen Segmente eher als die harten Segmente, um die ihre verbindenden Diole/ Triole können sich nur sehr begrenzt verdrehen und dehnen.

Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel, das einige Elastomere angreifen kann, aber TPU ist im Allgemeinen ozonbeständig und erfüllt die Anforderungen der VDE 472-805. Außerdem gibt es zahlreiche Normen, die dokumentieren, wie sich das Material im Brandfall verhalten soll. Eine der wichtigsten ist UL (Underwriters Laboratories) 94. TPU ist nicht flammhemmend, wird jedoch im Allgemeinen als HB oder langsam brennend auf einer horizontalen Probe klassifiziert. Es kann jedoch mit den richtigen Zusätzen zu einem Material mit 94 V-O-Bewertung verarbeitet werden. Bei UV-Strahlung kann TPU vergilben. In Fällen, in denen das TPU dem Sonnenlicht ausgesetzt ist, wird empfohlen, ein aliphatisches TPU zu verwenden, da dieses bei Verwendung im Freien nicht vergilbt oder abgebaut wird.

TPU wird in Hunderten von Produkten verwendet, darunter Inline-Skates, Bergbauschirme, Sportartikel, Schwimmflossen und -brillen, Viehanhänger, Antriebsriemen, aufblasbare Flöße, Feuerwehrschlauchauskleidung, Schuhe, Laufräder und Karosserieseitenteile .

*Früher verkauft als Isoplast® by DOW™.

Craftech Industries liefert TPU-Befestigungselemente und andere Teile an verschiedene Branchen, in denen Festigkeit, chemische Beständigkeit und hohe Beständigkeit gegen UV-Strahlung entscheidend sind.

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