In der großen Familie der Industriematerialien werden oft TPU (Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer) und PU (Polyurethan) erwähnt. Sie haben ähnliche Namen und gehören beide zur Polyurethan-Familie, daher werden sie oft verwechselt. Tatsächlich sind sie wie zwei Brüder in derselben Familie mit sehr unterschiedlichen Persönlichkeiten, jeder mit seinen eigenen Eigenschaften und Stärken. Heute werfen wir einen genauen Blick auf die Unterschiede zwischen TPU und PU, um es für Sie klar zu machen.
Essenz: Gleicher Ursprung, unterschiedliche Formeln
TPU und PU bestehen im Wesentlichen aus der gleichen Art von Material und gehören beide zur Polyurethan-Familie. Es ist wie Brot und Kuchen; die Hauptzutat ist Mehl, aber mit unterschiedlichen Formeln sind die Endprodukte ganz unterschiedlich.
PU ist ein Oberbegriff für hochmolekulare Verbindungen, die durch die Reaktion von Diisocyanaten oder Polyisocyanaten mit Verbindungen entstehen, die mehr als 2 Hydroxylgruppen enthalten. Seine Hauptkette enthält viele wiederholte NHCOO-Gruppen. Gängige Diisocyanate sind Toluoldiisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat (MDI) usw. Je nach den verwendeten Hydroxylkomponenten kann es in Polyestertyp und Polyethertyp unterteilt werden.
TPU hingegen ist ein thermoplastisches Polyurethan-Elastomer, auch bekannt als thermoplastischer Polyurethan-Kautschuk, ein (AB)n-Block-Linearpolymer. A ist ein hochmolekulares (1000-6000) Polyester oder Polyether, B ist ein Diol, das 2-12 geradkettige Kohlenstoffatome enthält, und die chemische Struktur zwischen den AB-Segmenten ist durch Diisocyanate (normalerweise MDI) verbunden.
Einfach ausgedrückt, ihre "Gene" sind ähnlich, aber die in der Produktionsprozess verwendeten Formeln sind unterschiedlich, was zu Unterschieden in ihren Eigenschaften und Anwendungen führt.
Eigenschaften: Jeder hat seine eigenen Vorzüge, unterschiedliche Anwendungen
Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften
In Bezug auf das Aussehen ist TPU normalerweise weißes, unregelmäßiges kugelförmiges oder säulenförmiges Granulat mit einer relativen Dichte von 1,10-1,25. Die relative Dichte des Polyethertyps ist geringer als die des Polyespertyps. PU hat eine vielfältigere Form und kann in Form von Schaum, Elastomer usw. vorliegen.
In Bezug auf die Temperaturanpassung liegt die Glasübergangstemperatur von Polyether-TPU bei 100,6-106,1 °C und die von Polyester-TPU bei 108,9-122,8 °C. Die Sprödigkeitstemperatur sowohl von Polyether- als auch von Polyestern liegt unter -62 °C, und die Tieftemperaturbeständigkeit des harten Ethertyps ist besser als die des Polyespertyps. Der Temperaturanpassungsbereich von PU variiert stark je nach Typ. Beispielsweise kann flexibler PU-Schaum bei niedrigen Temperaturen hart werden, was seine Elastizität beeinträchtigt.
Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften
TPU zeichnet sich durch hervorragende Abriebfestigkeit, hervorragende Ozonbeständigkeit, hohe Härte, hohe Festigkeit, gute Elastizität, Tieftemperaturbeständigkeit sowie gute Ölbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Umweltbeständigkeit aus. In einer feuchten Umgebung ist die Hydrolysebeständigkeit von Polyether-TPU weitaus besser als die von Polyester-TPU.
Die Leistung von PU variiert stark je nach Typ. Beispielsweise hat starrer PU-Schaum eine gute Wärmeisolierung und strukturelle Festigkeit und wird häufig als Isoliermaterial verwendet; flexibler PU-Schaum hat eine gute Elastizität und ein angenehmes Gefühl und wird häufig in Sofas, Matratzen usw. verwendet.
Fall 1: Sportschuhsohlen
Die Sohlen von Sportschuhen haben hohe Anforderungen an Abriebfestigkeit und Elastizität. Eine bekannte Sportmarke stellte bei der Entwicklung eines professionellen Laufschuhs durch Tests fest, dass die Sohle aus TPU nach zehntausenden von Reibungstests deutlich weniger Abrieb aufwies als die PU-Sohle und die Elastizität besser erhalten blieb, was den Athleten mehr dauerhafte Unterstützung und Dämpfung bieten konnte. Daher wählte dieser professionelle Laufschuh schließlich TPU als Sohlenmaterial.
Fall 2: Ölleitungen
In einigen industriellen Szenarien ist es notwendig, ölhaltige Substanzen mit einer gewissen Korrosivität zu transportieren. Ein Chemiebetrieb verglich bei der Auswahl von Materialien für Ölleitungen TPU- und PU-Leitungen. Dank seiner guten Öl- und Chemikalienbeständigkeit wies die TPU-Leitung bei langfristiger Nutzung fast keine Korrosion an der Innenwand und keine Leckage auf; während die Innenwand der PU-Leitung nach einer gewissen Nutzungsdauer in gewissem Umfang korrodierte, was die Transporteffizienz und -sicherheit beeinträchtigte. Daher entschied sich der Chemiebetrieb schließlich für TPU-Leitungen.
Anwendungen: Segmentierte Szenarien, jeder zeigt seine Stärken
Anwendungen von TPU
Aufgrund seiner guten Verarbeitbarkeit, Witterungsbeständigkeit und Umweltfreundlichkeit wird TPU häufig in Schuhmaterialien, Rohren, Folien, Walzen, Kabeln und anderen verwandten Industrien eingesetzt.
In Bezug auf Schuhmaterialien verwenden neben den oben genannten Laufschuhsohlen auch viele Sportschuh-Luftkissen TPU-Materialien, da sie eine gute Elastizität bieten und gleichzeitig hohem Druck standhalten können. In der Kabelindustrie wird TPU aufgrund seiner guten Umweltbeständigkeit und Isolierung häufig als Mantelmaterial für Kabel verwendet, um die internen Drähte vor der äußeren Umgebung zu schützen.
Anwendungen von PU
PU hat ebenfalls ein sehr breites Anwendungsspektrum und kann zur Herstellung von Kunststoffprodukten, verschleißfesten synthetischen Kautschukprodukten, synthetischen Fasern, starren und flexiblen Schaumstoffprodukten, Klebstoffen und Beschichtungen usw. verwendet werden.
Viele der Sofas, auf denen wir sitzen, und der Matratzen, auf denen wir im täglichen Leben schlafen, verwenden flexiblen PU-Schaum, der eine angenehme Haptik und guten Halt bietet. Im Bausektor wird starrer PU-Schaum aufgrund seiner hervorragenden Wärmeisolierung häufig als Wanddämmmaterial verwendet. In der Automobilindustrie kann PU zur Herstellung von Autositzen, Armaturenbrettern und anderen Komponenten verwendet werden, die sowohl leicht als auch langlebig sind.
Fall 3: Autositze
Als ein Automobilhersteller die Sitze für ein High-End-Auto entwarf, verwendete der Füllteil des Sitzes flexiblen PU-Schaum, da er sich der menschlichen Körperkurve anpassen kann und leicht ist, was sich positiv auf die Energieeinsparung des Autos auswirkt. Der Randteil des Sitzes ist mit TPU-Material umwickelt, da TPU eine gute Abriebfestigkeit aufweist und langfristiger Reibung standhalten kann, wodurch der Sitz gut aussieht.
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