Termoplastik Poliüretan (TPU)
İzosiyanatların ticari üretiminin büyük bir çoğunluğu esnek ve sert köpük, RIM, hücreli ürünlerde kullanılsa da kalan kısmı envai çeşit elastomer üretiminde kullanılmaktadır. Poliüretan elastomerlerin, TPU, CPU( döküm poliüretan elastomer), 1K&2K kaplamalar, spandex gibi çeşitleri vardır.
Sıvı poliüretanların aksine TPU enjeksiyon, ekstrüzyon gibi konvansiyonel plastik proseslerinde işlenmek üzere granül halinde tedarik edilir. TPU’lar genellikle sertlik derecesine göre sınıflandırılır. 60 Shore A’dan 70 Shore D’ye kadar farklı özelliklerde TPU’lar mümkündür. Fiziksel özellikleri, çalışma sıcaklıkları, kolay proses edilebilme TPU’nun konvansiyonel kauçuk malzemeleriyle naylon, polikarbonat gibi mühendislik plastikleri arasındaki boşluğu doldurmasını sağlar.
Kimya
TPU diğer elastomerler gibi değişen sert ve yumuşak segment dizilerinden oluşan bir blok kopolimerdir (AB). Fiziksel özelliklerinin kullanışlı oluşu, kimyasal yapısında hem sert hem de yumuşak segmentlerin varlığından kaynaklanmaktadır. Sert ve yumuşak bölümlerin oranı ve katkı malzemeleri, değişik özellikli TPU’lar üretmek için manipüle edilebilir.
TPU’lar genellikle saf MDI ile lineer polyether veya polyester diolun, 1,4 butanediol gibi düşük moleküler ağırlıklı bir zincir bağlayıcıyla tek veya iki step reaksiyonuyla üretilir. MDI ve kısa zincirli diollerin reaksiyonu sonucu kovalent bağlı sert segmentler, MDI ve uzun
zincirli diollerin reaksiyonu sonucu kovalent bağlı yumuşak segmentler oluşur.
Polaritesi yüksek sert segmentlerin birbirleriyle güçlü moleküler etkileşimi kristal yapılar oluşturur ve bu yapılar yumuşak segmentlerin oluşturduğu matrixle çevrilidir. Bu faz ayrımı fiziksel bir çapraz bağlanma rolü oynayıp, TPU’ların elastik özelliklerini beraberinde getirir.
Diğer sıvı poliüretan çeşitlerinde olan kimyasal çapraz bağlanmaların aksine fiziksel çapraz bağlanmalar ısıyla kaybolduğundan TPU’lar enjeksiyon ve ekstrüzyon prosesleriyle işlenebilir.
Ambalaj - Ön-Hazırlama - Renklendirme
Termoplastik poliüretanlar genellikle 25kg’lık nem geçirmez torbalarla kullanıma hazır sunulur. TPU’lar hygroscopic malzemelerdir, havayla temasında nem alırlar. Nem nihai ürün kalitesini düşüren önemli etkenlerdendir. Dış yüzeyde kabarcıklar, izler oluşur. Bu yüzden ürünler kullanılmadan önce 0.1%’den aşağıda bir nem seviyesine ulaşmak için kurutulmalıdırlar.
Kurutma sıcaklıkları ve zamanları için tedarikçilerden gelen bilgiler önemlidir. TPU’lar TPU bazlı masterbatch kullanılarak renklendirilebilirler. Termoplastik özelliği nedeniyle üretilen nihai ürün veya üretimden çıkan çapak benzeri parçalar geri dönüştürülebilir. Geri dönüşüm
oranı malzemenin kalitesini, boyutsal kararlılığı etkileyecek kadar fazla olmamalıdır.
Proses
40mm’den 60mm’ye vida çapları, 20:1 ve 30:1 L/D oranlarında standart enjeksiyon ve ekstrüzyon makineleri önerilir. Enjeksiyonda çapaklar, yanık izleri, düzensiz renk dağılımı, eksik baskı, göçme-çökme, boşluklar, yapışma; ekstrüzyonda çizikler, eşit olmayan kalınlık,
boyutsal farklılık, sararma ve koku, siyah noktalar, iç veya dış sert yüzey, çizgiler, eksik parlaklık bazı önemli sorunlardandır.
Ekstrüzyon ve enjeksiyon çalışma sıcaklıkları, vida değerleri, hız ve basınç değerleri, soğutma hattı ayarları TPU’nun degrade olmadan proses edilebilmesi için önemli parametrelerdendir. Sorunların doğru teşhisi, doğru hammadde kullanımı ve uygun parametreler ayarlanarak istenilen nihai ürün elde edilebilir.
Farklı aplikasyonlar için doğru TPU türü seçilmelidir.
1) Polyol çeşidine göre:
a. Polyester bazlı TPU’lar – yağ ve kimyasallar karşı yüksek direnç, yüksek aşınma direnci.
b. Polyether bazlı TPU’lar – düşük sıcaklıklarda esneklik, yüksek hidroliz ve mikrobiyal direnç.
c. Polykaprolacton bazlı TPU’lar – düşük kompresyon set, düşük sıcaklık.
2) Isocyanate çeşidine göre:
a. Aromatik – esneklik, güç ve sertlik, fiziksel performans.
b. Alifatik – ışığa ve sararmaya karşı direnç, optik özellikler.
Fiziksel ve Kimyasal Özellikler
TPU’lar yüksek aşınma direnci, yırtılma ve gerilme direnci, çevredeki kimyasallara, yağlara, çözücülere karşı yüksek direnç, düşük sıcaklıklarda esneklik, transparanlık, yüksek uzama, düşük kompresyon set, PU-PVC yapışma, PVC ile uyumluluk, FDA uyumluluk gibi özellikleri
sayesinde bir çok sektörde tercih edilmektedirler.
Kullanım Alanları
Ayakkabı tabanı ve ökçeler, endüstriyel tekerlekler, elekler, otomotiv parçaları, kablo kılıfları, spiral hortumlar, layflat, hidrolik ve pnömatik hortumlar, sızdırmazlık elemanları, kayış ve bantlar, profiller, 3D filamentler, film ve levhalar, medikal, elastik şeritler, delinatör, hayvan küpeleri, telefon kapları, yapıştırıcı, suni deri.
Unigrup, çatısı altında bulunan 4 firma ile 1995 yılından beri müşterilerine güvenilir, hızlı ve kaliteli ürün ve hizmetler sunmaktadır. Unigrup çatısı altında Unipol Kimya, 1995 yılından beri geniş ürün yelpazesi ve deneyimli kadrosu ile Poliüretan sektörüne kimyasal hammaddeler, alternatif çözümler ve teknik destek sağlamaktadır. TPU alanında İtalyan
Epaflex Polyurethanes S.P.A’nın Türkiye distribütörlüğünü yürütmektedir. Epaflex, poliüretan sektöründeki büyük yatırımları ile, yılda 15.000 ton TPU, 50.000 ton poliüretan sistem, 95.000 ton doymuş polyester üretim kapasitesiyle 1991’den beri global bir üretici konumundadır.
Ürünler
Ürün portföyümüzdeki TPU’lar:
• Epamould; enjeksiyon için dizayn edilmiş polyester ve polyether bazlı TPU.
• Epaline; ekstrüzyon için dizayn edilmiş polyester ve polyether bazlı TPU.
• Epacol; solvent bazlı yapıştırıcı üretimi için dizayn edilmiş TPU.
• Pakoflex; kaplama ve koagülasyon için dizayn edilmiş polyester ve hibrit (polyester/polyether) bazlı TPU.
• Epamet; yenilenebilir kaynaklardan üretilmiş biobazlı TPU.
Ege Çağatay
TPU Satış Temsilcisi
Unipol Kimya San. ve Tic. A.Ş.
