TPU (Thermoplastic PolyUrethane)

Ⅰ. 정의

• 일반적으로 열 가소성 탄성체는 분자간의 화학결합이 아닌 물리적 결합에 의해 열경화성

탄성체의 가교점 역할을 하는 domain을 형성함으로써 탄성을 발현한다.

• 열가소성 폴리 우레탄은 우레탄 결합으로 형성된 hard segment와 폴리올 부분의 soft

segment에 의해서 물리적 결합을 이룬 탄성체이다.

• 열 가소성 폴리우레탄은 신율이 뛰어나면서 인장강도가 좋고 마찰강도 및 인열강도가

수하다. 더불어 내약품성 및 내 오일성이 우수하다.

Ⅱ. 용도

TPU는 가공방법(사출, 압출), 형태(Film, Sheet) 혹은 응용분야에 따라서 구분할 수 있다.

Ⅲ. 원료 및 물성

TPU는 Monomeric Diisocyanate, polyol 및 Chain extender를 반응시켜 제조.

Isocyanates : 주로 MDI를 사용, 무황변의 특성을 요구하는 분야에서는 ALIPHATIC ISOCYANATE를 사용하기도 함.

Polyol : 물성에 따라 높은 강도, 내약품성, 내오일성에는 에스터 폴리올

내가수분해성, 내미생물성에서는 에테르 폴리올 사용.

항구적인 내구성, 높은 내 가수분해성을 요구시 카르로락톤 폴리올 사용.

TPU 유동성, 강도 및 인성은 Hard segment와 soft segment의 상분리 및 상대적인 양에 따라서 좌우됨. 또한, 폴리올의 구조 및 종류, Chain extender 종류, 생산 방식에 의해 결정 된다.

Ⅳ. 열가소성 탄성체의 종류 및 시장동향

Ⅴ. TPU Foaming Process

1. Chemical Foaming Process

- 단순함, 사용 용이성, 기계 변형 감소 및 적은 자본 투자로 인해 플라스틱을 발포시키는

가장 널리 사용되는 방법.

- 거의 모든 CBA는 고형물, 원하는 양의 중합체와 혼합되어 실온에서 보관 가능.

• CBA의 바람직한 성질

1.사용되는 중합체의 가공 범위 내의 분해 온도

2.안정된 분해 속도

3.실온에서 안전하고 안정

4.균일한 분포로 용이하게 혼합 가능

5.단위 중량 당 높은 가스 수율

6.공구에 非부식성

7.열을 방지하는 것

CBA = Chemical Blowing Agent

2. Physical Foaming Process

- Physical Foaming Process에서 중합체 및 PBA는 초기에 혼합되어 PBA가 중합체

매트릭스에 완전히 또는 부분적으로 용해 된 균일 한 혼합물을 형성함.

- 열역학적 불안정성(ex>온도/압력 변화가 용액에 가해지면, 두 성분의 용해도 및 혼화성이 감소)이, 결과적으로 상 변화 및 상 분리가 유발 및 세포 핵 형성 및 성장 과정을 유도.

- 세포 핵 형성 및 성장은 중합체의 유리 전이 온도 이상 인 승온 에서 발생하며 화학반응은 미발생

PBA = Physical Blowing Agent

3. Microcellular Foaming Process

‐ Microcellular foaming Process은 플라스틱 기술의 주요 혁신 이며, MIT에서1980년대에 고안되었으며,물리적 발포제와 같은 초 임계 유체를 사용하며 평균 세포 크기가 100μm이하인 발포 체를 생성 가능.

‐ 새로운 공정은 나노 크기의 세포가 가능함이 입증.

‐ Microcelluar Foaming Process는 배치 공정 및 연속 공정으로 수행.