Termoplastický polyuretan na bázi polyesteru (Polyester TPU)

# ## 1. Základní definiceTPU na bázi polyesteru(Polyester TPU) je typtermoplastický polyuretanový elastomer, lineární segmentovaný blokový kopolymer. Jeho měkké segmenty jsou primárně odvozeny z **polyesterpolyolů** (např. polyadipátglykol, PAG), které vznikají polykondenzací kyseliny adipové (AA) a diolů (např. 1,4-butandiol, BDO). Je to jedna ze dvou hlavních kategoriíTPU, spolu s TPU na bázi polyéteru.

## 2. Chemická struktura a syntéza ### Základní suroviny – **Diisokyanát**: Typicky **4,4′-difenylmetandiisokyanát (MDI)** (≈40 % receptury). – **Polyesterpolyol (měkký segment)**: Syntetizován z **kyseliny adipové (AA)** (≈35 %) a **1,4-butandiolu (BDO)**. – **Prodlužovač řetězce (tvrdý segment)**: Diol s krátkým řetězcem, obvykle **1,4-butandiol (BDO)** (≈25 %). ### Mechanismus polymerace Polyester TPU se syntetizuje pomocí **stupňovité polymerace**: 1. Polyesterpolyol (měkký segment) reaguje s MDI za vzniku prepolymeru s isokyanátovými koncovými skupinami. 2. Prepolymer je poté prodlužován pomocí BDO, čímž se střídají **tvrdé segmenty** (MDI-BDO) a **měkké segmenty** (polyesterpolyol). 3. Mezi polárními esterovými skupinami (-COO-) v měkkých segmentech a uretanovými skupinami (-NHCOO-) v tvrdých segmentech dochází k silné **intermolekulární vodíkové vazbě**, která vytváří fyzickou síť.

## 3. Klíčové vlastnosti ### Mechanické vlastnosti – **Vysoká pevnost v tahu a v roztržení**: Přednost před polyéteremTPU, díky silným polárním interakcím a vodíkovým vazbám. – **Vynikající odolnost proti oděru**: Jedna z jeho nejvýraznějších vlastností, ideální pro aplikace s vysokým opotřebením. – **Dobré ohybové a tlakové vlastnosti**: Vysoká tuhost a únosnost. – **Široký rozsah tvrdosti**: Lze formulovat od Shore A 60 do Shore D 80, vyvažující elasticitu a tuhost. ### Chemická a environmentální odolnost – **Vynikající odolnost vůči olejům a tukům**: Vysoce odolný vůči nepolárním rozpouštědlům, palivům a mazacím olejům. – **Dobrá odolnost vůči rozpouštědlům**: Odolný vůči mnoha organickým rozpouštědlům (např. alkoholům, esterům). – **Střední tepelná odolnost**: Dobrá tepelná stabilita, vhodný pro nepřetržité používání při teplotách až 80–100 °C. – **Špatná odolnost vůči hydrolýze**: Esterové vazby jsou náchylné k štěpení vodou, zejména v horkém a vlhkém prostředí, což vede k degradaci vlastností. – **Špatná flexibilita za nízkých teplot**: Při teplotách pod -20 °C tuhne a křehne. ### Další vlastnosti – **Dobrá průhlednost**: K dispozici jsou čiré nebo průsvitné druhy. – **Dobrá kompatibilita**: Kompatibilní s polárními polymery, jako je PVC, což umožňuje snadné míchání a modifikaci.

## 4. Typické aplikace Polyester TPU se široce používá v oblastech vyžadujících vysokou mechanickou pevnost, odolnost proti oděru a olejům: – **Průmysl a strojírenství**: Dopravní pásy, hydraulické hadice, těsnění, těsnicí kroužky, válečky a díly odolné proti opotřebení. – **Obuv**: Podešve, mezipodešve a komponenty obuvi pro odolnost a odolnost proti olejům. – **Automobilový průmysl**: Vnitřní obložení, opláštění kabelů, kryty airbagů a komponenty palivového systému. – **Nátěry a lepidla**: Vysoce výkonné nátěry na tkaniny, kovy a plasty; strukturální lepidla. – **Dráty a kabely**: Opláštění průmyslových kabelů vyžadujících odolnost proti olejům a oděru. – **Sport a volný čas**: Lyžařské boty, kolečka pro inline brusle a díly sportovního vybavení.

## 5. Srovnání s polyetherovým TPU | Vlastnost | Polyesterový TPU | Polyetherový TPU | |:— |:— |:— | | **Měkký segment** | Polyesterový polyol (např. PAG) | Polyetherový polyol (např. PTMEG) | | **Pevnost v tahu** | Vysoká | Střední | | **Odolnost proti oděru** | Vynikající | Dobrá | | **Odolnost vůči olejům/rozpouštědlům** | Vynikající | Střední | | **Odolnost proti hydrolýze** | Špatná | Vynikající | | **Pružnost za nízkých teplot** | Špatná | Vynikající | | **Cena** | Nižší | Vyšší |

## 6. Zpracování a manipulace – **Metody zpracování**: Lze zpracovávat standardními termoplastickými technikami: vstřikováním, extruzí, vyfukováním a kalandrováním. – **Požadavky na sušení**: Před zpracováním musí být důkladně vysušeno (80–100 °C po dobu 2–4 hodin), aby se zabránilo hydrolýze a tvorbě bublin. – **Teplota lisování**: Obvykle 180–220 °C, v závislosti na konkrétním druhu a tvrdosti.

## 7. Výhody a omezení ### Výhody – Výjimečná mechanická pevnost a odolnost proti oděru. – Vynikající odolnost vůči olejům a chemikáliím. – Dobrá kompatibilita s polárními materiály. – Nižší náklady ve srovnání s polyetherovým TPU.