Verschil tussen TPU en PU

Belangrijkste verschil - TPU versus PU

TPU en PU zijn zeer belangrijke polymeren met een breed scala aan toepassingen in verschillende industrieën. TPU staat voor thermoplastische polyurethanen, terwijl PU staat voor polyurethanen. TPU is een soort thermoplastisch elastomeer. Het heeft veel verbeterde eigenschappen dan andere thermoplastische elastomeren. PU is een polymeer dat afwijkt van andere polymeermaterialen op basis van de nomenclatuur; dit polymeer wordt genoemd op basis van de urethaanbindingen aanwezig in het polymeer. Er zijn veel verschillen tussen deze twee typen. Het grootste verschil tussen TPU en PU is dat TPU heeft geen cross-links, terwijl PU cross-links kan hebben op basis van het type polyolen dat wordt gebruikt.

Key Areas Covered

1. Wat is TPU
     - Definitie, structuur, toepassingen
2. Wat is PU
     - Definitie, stappen in de productie
3. Wat is het verschil tussen TPU en PU
     - Vergelijking van belangrijke verschillen

Kernbegrippen: dwarsverbindingen, elastomeren, isocyanaten, monomeer, polymeer, polyolen, polyurethaan (PU), thermoplastisch, thermoplastisch polyurethaan (TPU), thermoharders, urethaan

Wat is TPU

TPU staat voor thermoplastisch polyurethaan. Het is een soort thermoplastisch elastomeer. Daarom is het elastisch en smeltverwerkbaar. Het heeft vele gunstige eigenschappen zoals elasticiteit, transparantie, weerstand tegen oliën en slijtvastheid. TPU is een vorm van blokcopolymeer (bevat zachte en harde segmenten).

TPU kan door een aantal processen worden gekleurd en is ook uiterst flexibel. Dit komt voornamelijk door de samenstelling van harde en zachte segmenten. De harde delen zijn aromatisch of alifatisch. Ze zijn over het algemeen aromatisch, maar de aliphatische harde segmenten verdienen de voorkeur wanneer de kleur en helderheid die wordt behouden bij blootstelling aan zonlicht belangrijker is.

De oliebestendigheid doet zich voor met het zachte segment van dit blokcopolymeer. De zachte segmenten zijn vaak polyether- of polyestertypen, maar dit is afhankelijk van de toepassing. Polyether zachte segmenten zijn belangrijk om natte omgevingen te weerstaan, terwijl zachte polyester segmenten belangrijk zijn in oliebestendigheid. Sommige toepassingen van TPU worden hieronder gegeven.

• Draad- en kabeloplossingen - bieden taaiheid en flexibiliteit samen met verlengde duurzaamheid
• Film en vel - zorgen voor duurzaamheid en flexibiliteit
• Slang en buizen
• Sportartikelen zwemmen vinnen en zwembrillen

Figuur 1: TPU-chips

TPU heeft echter een hoge hardheid in vergelijking met andere typen thermoplastische elastomeren. Bij verbranding brandt TPU met een irriterende geur. De producten gemaakt van TPU voelen ruwer aan.

Wat is PU

PU staat voor polyurethaan. Het is een polymeermateriaal dat is samengesteld uit urethaanbindingen. Dit worden ook carbamaatkoppelingen genoemd. De meeste polyurethanen zijn thermoharders. Ze smelten niet bij verhitting. Maar er zijn ook enkele thermoplastische polyurethanen.

Dit polymeer verschilt van veel andere polymeren vanwege de afwezigheid van een urethaanmonomeer (andere polymeren worden genoemd volgens het monomeer dat voor de productie wordt gebruikt, bijvoorbeeld polyethyleen is gemaakt van ethyleenmonomeren). Het polymeer wordt genoemd op basis van de zich herhalende bindingen in het polymeer, die urethaanbindingen zijn (-R-NH-C (= O) -O-).

Figuur 2: Traagschuimkussen van PU

Polyurethanen worden geproduceerd uit de reactie tussen alcoholen (met meer dan twee OH-groepen, ook bekend als polyolen) en isocyanaten (met meer dan één reactieve isocyanaatgroep -NCO). De koppeling die wordt gevormd tussen alcohol en isocyanaat is een urethaanbinding. De productie van PU heeft drie belangrijke stappen.

Productie van isocyanaten

Voor de productie van isocyanaten worden twee belangrijke verbindingen gebruikt; TDI (tolueendiisocyanaat) en MDI (methyleendifenyldiisocyanaat). TDI wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van flexibele schuim of kussens met lage dichtheid. MDI wordt over het algemeen gebruikt bij de productie van harde schuimen.

Productie van polyolen

Het aantal -OH groepen aanwezig per monomeer is belangrijk bij het bepalen van de mate van verknoping tussen de polymeermoleculen. Dit beïnvloedt de mechanische eigenschappen van het polymeermateriaal.

Productie van PU

Een lineair PU wordt gevormd als de polyolen twee -OH groepen per monomeer hebben en worden gemengd met ofwel TDI of MDI. Deze polyurethaanbindingen worden gevormd via condensatiepolymerisatie. Als de polyolen meer dan twee OH-groepen per monomeer bevatten, wordt een verknoopt polymeermateriaal geproduceerd.

Verschil tussen TPU en PU

Definitie

TPU: TPU staat voor thermoplastisch polyurethaan.

PU: PU staat voor polyurethaan.

Natuur

TPU: TPU is een thermoplastisch materiaal.

PU: De meeste polyurethanen (PU) zijn thermoharders, maar er zijn ook enkele thermoplastische materialen.

Categorie

TPU: TPU is een blokcopolymeer.

PU: PU behoort tot een klasse van reactiepolymeren.

Samenstelling

TPU: TPU bevat harde en zachte segmenten.

PU: PU bevat urethaanbindingen.

Grondstoffen

TPU: TPU is gemaakt van polyether of polyester (zachte segmenten) of polycaprolactonen.

PU: PU is gemaakt van polyolen en isocyanaten.

Crosslinks

TPU: TPU heeft geen kruislinks.

PU: PU kan verknopingen hebben op basis van het type polyolen dat wordt gebruikt.

Conclusie

TPU staat voor thermoplastisch polyurethaan. Het is een verbeterde vorm van thermoplastisch elastomeer. Het verschilt van de gebruikelijke elastomeren vanwege de afwezigheid van crosslinks. PU staat voor polyurethanen. Dit polymeer verschilt in zijn nomenclatuur omdat het wordt genoemd gezien de zich herhalende urethaanbindingen. Het belangrijkste verschil tussen TPU en PU is dat TPU geen cross-links heeft, terwijl PU cross-links kan hebben op basis van het type polyolen dat wordt gebruikt.

Referentie:

1. Lazonby, John. "Polyurethanes." De essentiële chemische industrie online, hier beschikbaar.
2. "Engineered Polymers." Thermoplastisch polyurethaan (TPU) en Beyond - Lubrizol, hier beschikbaar.
3. Polyurethanen. "Thermoplastisch polyurethaan, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Chips TPU" door Luigi Chiesa - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "MemoryFoam-slow" door Johan - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia