TPE-U

Termoplastyczne elastomery poliuretanowe (TPE-U, TPU; ang. thermoplastic polyurethane elastomers) to grupa elastomerów termoplastycznych opartych na chemii poliuretanów. Łączą gumopodobną elastyczność z możliwością przetwarzania metodami typowymi dla termoplastów, bez konieczności osobnego chemicznego sieciowania po uformowaniu wyrobu.

TPU mają najczęściej budowę segmentową. Segmenty twarde powstają z udziałem diizocyjanianów i dioli, natomiast segmenty miękkie tworzą elastyczne łańcuchy polieterowe lub poliestrowe. Taka struktura odpowiada za połączenie sprężystości, wytrzymałości mechanicznej i przetwarzalności termoplastycznej. Zakres twardości dostępnych gatunków może obejmować wartości od około 55 Shore A do 80 Shore D, dzięki czemu TPU mogą konkurować zarówno z konwencjonalnymi elastomerami, jak i z tworzywami technicznymi.

Do charakterystycznych właściwości TPU należą bardzo dobra odporność na ścieranie, niska ścieralność, dobra odporność na uderzenia, starzenie, pękanie i wielokrotne zginanie, a także dobra odporność na czynniki atmosferyczne. W zależności od gatunku materiały te mogą być stosowane w szerokim zakresie temperatur i modyfikowane, np. przez wzmocnienie włóknem szklanym. W przypadku spienionych odmian TPU, takich jak E-TPU, istotne są niska gęstość, wysoka elastyczność, odporność na rozciąganie oraz trwałość użytkowa.

Ograniczenia TPU zależą od ich budowy chemicznej i warunków pracy. Niektóre gatunki, szczególnie poliestrowe, mogą wykazywać podatność na hydrolizę, dlatego w zastosowaniach narażonych na wilgoć i podwyższoną temperaturę istotny jest właściwy dobór odmiany materiału. Podczas przetwarzania ważne jest wstępne suszenie granulatu oraz kontrola temperatury, ponieważ zakres pomiędzy uplastycznieniem a degradacją może być stosunkowo wąski.

TPU przetwarza się metodami właściwymi dla termoplastów, m.in. przez wtryskiwanie, wytłaczanie, powlekanie, formowanie wielokomponentowe oraz wybrane technologie wytwarzania przyrostowego. Elastomeryczne właściwości TPU sprawiają, że są one jedną z ważniejszych grup materiałów elastycznych stosowanych w druku 3D, choć ich przetwarzanie jest trudniejsze niż w przypadku sztywnych termoplastów.

Zastosowania TPU obejmują elementy techniczne i konsumpcyjne, w tym komponenty motoryzacyjne, części przemysłowe, aplikacje elektryczne, węże i przewody elastyczne, uszczelnienia, profile techniczne, pasy napędowe, taśmy przenośnikowe, folie, laminaty, powłoki tekstylne oraz wyroby sportowe i rekreacyjne. W motoryzacji wykorzystuje się je m.in. w częściach wnętrza pojazdów, uchwytach, tablicach przyrządów i elementach konsoli. W obuwiu sportowym i ochronnym TPU stosuje się m.in. na podeszwy, śródpodeszwy, ochraniacze, usztywnienia i elementy zwiększające trwałość oraz komfort użytkowania.