견고한 보호 기능과 편안한 그립감을 모두 제공하는 휴대폰 케이스를 상상해 보세요. 내마모성과 뛰어난 쿠셔닝을 결합한 운동화 밑창을 상상해보세요. 고무와 같은 탄성과 플라스틱과 같은 성형성을 모두 갖춘 3D 프린팅 부품을 상상해보세요. 이러한 모든 혁신은 열가소성 폴리우레탄(TPU)이라는 놀라운 소재라는 하나의 공통 기반을 공유합니다.
TPU(열가소성 폴리우레탄)는 열가소성 특성과 고무와 같은 탄성을 모두 나타내는 독특한 종류의 폴리우레탄 폴리머를 나타냅니다. 간단히 말해서, 이는 실온에서 고무와 같은 유연성을 유지하면서 가열되면 플라스틱처럼 성형 가능해지는 "형태 변형 장치"와 같은 기능을 합니다. 이러한 이중 특성은 다양한 애플리케이션에서 TPU의 탁월한 다양성을 제공합니다.
기존의 열경화성 폴리우레탄과 달리 TPU는 가역적인 물리적 특성을 갖추고 있습니다. 이는 영구적인 화학적 변화 없이 반복적인 가열, 용융 및 냉각 주기를 거칠 수 있음을 의미합니다. 이러한 특성 덕분에 TPU는 사출 성형, 압출, 캘린더링과 같은 기존 플라스틱 제조 기술을 사용하여 가공할 수 있어 생산 비용과 사이클 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
분자 수준에서 TPU는 경질 세그먼트와 연질 세그먼트가 교대로 있는 선형 블록 공중합체로 구성됩니다. 일반적으로 디이소시아네이트와 소분자 디올(사슬 연장제)로 형성된 경질 세그먼트는 강도, 경도 및 내열성을 제공합니다. 디이소시아네이트와 고분자량 디올로 만들어진 소프트 세그먼트는 탄력성과 유연성을 제공합니다.
이러한 세그먼트의 비율, 구조 및 분자량을 정확하게 조정함으로써 제조업체는 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하도록 TPU의 최종 특성을 미세 조정할 수 있습니다.
TPU의 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트는 미세한 규모에서 "상 분리"를 겪습니다. 극성이 높은 단단한 세그먼트는 서로를 끌어당겨 물리적 교차 연결 역할을 하는 집합 영역을 형성합니다. 이러한 가교결합은 뛰어난 탄성회복력을 제공하여 TPU가 늘어나거나 압축된 후에도 빠르게 원래의 모양으로 돌아올 수 있도록 해줍니다. 한편, 소프트 세그먼트는 TPU에 우수한 인장 특성과 저온 성능을 부여하는 유연한 매트릭스를 형성합니다.
TPU의 광범위한 채택은 뛰어난 특성에서 비롯됩니다.
TPU는 다양한 응용 분야를 통해 현대 생활에 필수적인 요소가 되었습니다.
소프트 세그먼트 화학을 기반으로 TPU는 주로 두 가지 범주로 나뉩니다.
특수 TPU 변형에는 다음이 포함됩니다.
| 재산 | 폴리에스테르 TPU | 폴리에테르 TPU |
|---|---|---|
| 마모 저항 | 훌륭한 | 훌륭한 |
| 기계적 성질 | 훌륭한 | 좋은 |
| 저온 유연성 | 좋은 | 훌륭한 |
| 열노화 저항 | 좋은 | 가난한 |
| 내가수분해성 | 가난한 | 훌륭한 |
| 내화학성 | 훌륭한 | 보통의 |
| 미생물 저항성 | 가난한 | 훌륭한 |
| 접착력 | 좋은 | 가난한 |
| 성형성 | 좋은 | 좋은 |
TPU는 기술 발전을 통해 계속해서 발전하고 있으며 향후 개발은 다음에 중점을 두고 있습니다.
혁신이 진행됨에 따라 TPU는 재료 과학에서 점점 더 중요한 역할을 수행하여 다양한 산업에 혁신적인 솔루션을 제공할 것입니다.
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