थर्माप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन (टीपीयू) एक प्रकार का पॉलीयूरेथेन है जिसे गर्मी से प्लास्टिसाइज किया जा सकता है और सॉल्वैंट्स द्वारा भंग किया जा सकता है। मिलेबल पॉलीयुरेथेन और कास्ट पॉलीयुरेथेन की तुलना में, टीपीयू में इसकी रासायनिक संरचना में कोई रासायनिक क्रॉसलिंकिंग नहीं है, और इसकी आणविक श्रृंखलाएं अनिवार्य रूप से रैखिक हैं। हालांकि, इसमें एक निश्चित संख्या में भौतिक क्रॉसलिंक होते हैं।
भौतिक क्रॉसलिंकिंग की अवधारणा को पहली बार 1958 में स्कोलेनबर्गर सीएस द्वारा प्रस्तावित किया गया था। यह प्रतिवर्ती "कनेक्शन बिंदुओं" को संदर्भित करता है जो गर्मी या सॉल्वैंट्स के संपर्क में आने पर रैखिक पॉलीयूरेथेन आणविक श्रृंखलाओं के बीच मौजूद है। ये बिंदु रासायनिक क्रॉसलिंक नहीं हैं, लेकिन वे उनकी तरह काम करते हैं। इन भौतिक क्रॉसलिंक के लिए धन्यवाद, पॉलीयुरेथेन एक बहु-चरण आकृति विज्ञान बनाता है। पॉलीयुरेथेन के भीतर हाइड्रोजन बॉन्ड इस संरचना को सुदृढ़ करते हैं और आर्द्रता के लिए इसके प्रतिरोध को बढ़ाते हैं।
पॉलीयुरेथेन टीपीयू के वर्गीकरण क्या हैं?
चूंकि अब हम जानते हैं कि थर्माप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन क्या है, आइए इसके वर्गीकरणों को देखें। विभिन्न मानदंडों के आधार पर, TPU को विभिन्न श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।
उदाहरण के लिए:
सॉफ्ट सेगमेंट संरचना के आधार पर, टीपीयू को क्रमशः पॉलिएस्टर-आधारित, पॉलीथर-आधारित और पॉलीब्यूटैडीन-आधारित प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें क्रमशः एस्टर समूह, ईथर समूह या ब्यूटैडीन समूह होते हैं।
हार्ड सेगमेंट संरचना के आधार पर, पॉलीयूरेथेन प्रकार और पॉलीयुरेथेन-यूरिया प्रकार हैं, जो डायोल या डायमाइन चेन एक्सटेंडर के साथ गठित होते हैं।
सबसे आम वर्गीकरण पॉलिएस्टर-आधारित और पॉलीथर-आधारित टीपीयू है।
आगे वर्गीकरण में शामिल हैं:
क्रॉसलिंकिंग के आधार पर: विशुद्ध रूप से थर्माप्लास्टिक (रैखिक, कोई क्रॉसलिंक नहीं) और अर्ध-थर्मोप्लास्टिक (मामूली क्रॉसलिंक जैसे कि उरथेन-यूरिया बॉन्ड्स के साथ)।
अंत-उपयोग अनुप्रयोगों के आधार पर: कस्टम पार्ट्स (विभिन्न यांत्रिक घटक), ट्यूबिंग (म्यान, छड़ें), फिल्में (चादरें और प्लेट), साथ ही चिपकने वाले, कोटिंग्स और फाइबर भी।
पॉलीयुरेथेन टीपीयू को कैसे संश्लेषित किया जाता है?
हालांकि टीपीयू कई श्रेणियों में आता है, वे सभी आणविक स्तर पर पॉलीयूरेथेन परिवार के अंतर्गत आते हैं। तो टीपीयू को कैसे संश्लेषित किया जाता है?
विभिन्न संश्लेषण प्रक्रियाओं के अनुसार, TPU मुख्य रूप से थोक पोलीमराइजेशन या समाधान पोलीमराइजेशन के माध्यम से उत्पादित किया जाता है।
थोक पोलीमराइजेशन में, दो मुख्य तरीके हैं:
Prepolymer विधि: Diisocyanates पहले मैक्रोडिओल्स के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, इसके बाद टीपीयू का उत्पादन करने के लिए चेन एक्सटेंडर के अलावा।
एक-शॉट विधि: मैक्रोडिओल्स, डायसोसाइनेट्स, और चेन एक्सटेंडर सभी मिश्रित होते हैं और टीपीयू बनाने के लिए एक साथ प्रतिक्रिया करते हैं।
समाधान पोलीमराइजेशन में, डायसोसाइनेट्स को पहले एक विलायक में भंग कर दिया जाता है, फिर मैक्रोडिओल को जोड़ा जाता है और प्रतिक्रिया करने की अनुमति दी जाती है, और अंत में टीपीयू का उत्पादन करने के लिए चेन एक्सटेंडर पेश किए जाते हैं।
नरम खंडों का प्रकार, आणविक भार, हार्ड या नरम खंडों की सामग्री, और टीपीयू का एकत्रीकरण राज्य सभी इसके घनत्व को प्रभावित करेगा, जो आम तौर पर 1.10 से 1.25 तक होता है, जो अन्य घिसने वाले और प्लास्टिक से कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाता है। एक ही कठोरता पर, पॉलीथर-आधारित टीपीयू में आमतौर पर पॉलिएस्टर-आधारित टीपीयू की तुलना में कम घनत्व होता है।
पॉलीयुरेथेन टीपीयू को कैसे संसाधित किया जाता है?
एक बार संश्लेषित करने के बाद, TPU छर्रों को विभिन्न तरीकों का उपयोग करके अंतिम उत्पादों में संसाधित करने की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से प्रसंस्करण और समाधान प्रसंस्करण को पिघला देता है।
पिघल प्रसंस्करण सामान्य प्लास्टिक प्रसंस्करण तकनीकों जैसे कि कंपाउंडिंग, कैलेंडरिंग, एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग, और मोल्डिंग (इंजेक्शन मोल्डिंग, कम्प्रेशन मोल्डिंग, ट्रांसफर मोल्डिंग और सेंट्रीफ्यूगल मोल्डिंग सहित) का उपयोग करता है।
समाधान प्रसंस्करण में सॉल्वैंट्स में टीपीयू छर्रों को भंग करना या समाधान बनाने के लिए विलायक में सीधे पॉलीमराइज़ करना शामिल है, जो तब कोटिंग, कताई और अन्य प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है।
इलास्टोमेरिक टीपीयू को आमतौर पर वल्केनाइजेशन की आवश्यकता नहीं होती है, जो उत्पादन चक्रों को छोटा करता है और अपशिष्ट पदार्थों के पुनर्चक्रण के लिए अनुमति देता है।