تھرمو پلاسٹک پولیوریتھین ایلسٹومر کیا ہے؟

تھرمو پلاسٹک پولیوریتھین ایلسٹومر کیا ہے؟

Polyurethane elastomer polyurethane مصنوعی مواد کی ایک قسم ہے (دوسری قسمیں polyurethane foam، polyurethane adhesive، polyurethane coating and polyurethane fiber کا حوالہ دیتی ہیں)، اور Thermoplastic polyurethane elastomer polyurethane elastomer کی تین اقسام میں سے ایک ہے، لوگ اسے TPU کہتے ہیں۔ پولی یوریتھین ایلسٹومرز کی دیگر دو بڑی اقسام کاسٹ پولی یوریتھین ایلسٹومر ہیں، جن کا مختصراً سی پی یو ہے، اور مکسڈ پولی یوریتھین ایلسٹومر، مختصراً MPU)۔

ٹی پی یو ایک قسم کا پولی یوریتھین ایلسٹومر ہے جسے گرم کرکے پلاسٹکائز کیا جاسکتا ہے اور سالوینٹ کے ذریعے تحلیل کیا جاسکتا ہے۔ CPU اور MPU کے مقابلے میں، TPU کی کیمیائی ساخت میں بہت کم یا کوئی کیمیکل کراس لنکنگ نہیں ہے۔ اس کی مالیکیولر چین بنیادی طور پر لکیری ہے، لیکن اس میں جسمانی کراس لنکنگ کی ایک خاص مقدار ہے۔ یہ تھرمو پلاسٹک پولی یوریتھین ایلسٹومر ہے جو ساخت میں بہت نمایاں ہے۔

TPU کی ساخت اور درجہ بندی

تھرمو پلاسٹک پولی یوریتھین ایلسٹومر ایک (AB) بلاک لکیری پولیمر ہے۔ A ایک پولیمر پولیول (ایسٹر یا پولیتھر، 1000 ~ 6000 مالیکیولر وزن) کی نمائندگی کرتا ہے جس میں زیادہ سالماتی وزن ہوتا ہے، جسے لمبی زنجیر کہتے ہیں۔ B ایک diol کی نمائندگی کرتا ہے جس میں 2-12 سیدھے زنجیر والے کاربن ایٹم ہوتے ہیں، جسے مختصر سلسلہ کہا جاتا ہے۔

تھرمو پلاسٹک پولی یوریتھین ایلسٹومر کی ساخت میں، سیگمنٹ A کو نرم سیگمنٹ کہا جاتا ہے، جس میں لچک اور نرمی کی خصوصیات ہوتی ہیں، جس سے TPU میں توسیع پذیری ہوتی ہے۔ B طبقہ اور isocyanate کے درمیان ردعمل سے پیدا ہونے والی urethane چین کو سخت طبقہ کہا جاتا ہے، جس میں سخت اور سخت دونوں خصوصیات ہیں۔ A اور B حصوں کے تناسب کو ایڈجسٹ کرکے، مختلف جسمانی اور میکانی خصوصیات کے ساتھ TPU مصنوعات بنائے جاتے ہیں.

نرم طبقہ کے ڈھانچے کے مطابق، اسے پالئیےسٹر کی قسم، پولیتھر کی قسم، اور بوٹاڈین قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جس میں بالترتیب ایسٹر گروپ، ایتھر گروپ، یا بیوٹین گروپ ہوتا ہے۔ سخت طبقہ کے ڈھانچے کے مطابق، اسے یوریتھین کی قسم اور یوریتھین یوریا کی قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جو بالترتیب ایتھیلین گلائکول چین ایکسٹینڈرز یا ڈائمین چین ایکسٹینڈر سے حاصل کیے جاتے ہیں۔ عام درجہ بندی کو پالئیےسٹر کی قسم اور پولیتھر کی قسم میں تقسیم کیا گیا ہے۔

TPU ترکیب کے لیے خام مال کیا ہیں؟

(1) پولیمر ڈیول

500 سے 4000 تک مالیکیولر وزن کے ساتھ میکرومولکولر ڈائیول اور ٹی پی یو ایلسٹومر میں 50% سے 80% کے مواد کے ساتھ دو فنکشنل گروپ، TPU کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات میں فیصلہ کن کردار ادا کرتا ہے۔

TPU elastomer کے لیے موزوں پولیمر Diol کو پالئیےسٹر اور پولیتھر میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پالئیےسٹر میں پولیٹیٹرامیتھیلین ایڈپک ایسڈ گلائکول (PBA) ε PCL، PHC؛ پولیتھرز میں پولی آکسی پروپیلین ایتھر گلائکول (پی پی جی)، ٹیٹراہائیڈروفوران پولیتھر گلائکول (پی ٹی ایم جی) وغیرہ شامل ہیں۔

(2) Diisocyanate

مالیکیولر وزن چھوٹا ہے لیکن فنکشن شاندار ہے، جو نہ صرف نرم سیگمنٹ اور سخت سیگمنٹ کو جوڑنے کا کردار ادا کرتا ہے، بلکہ TPU کو مختلف اچھی جسمانی اور میکانکی خصوصیات سے بھی نوازتا ہے۔ ٹی پی یو پر لاگو ڈائیسوسیانیٹ ہیں: میتھیلین ڈائیفینائل ڈائیسوسیانیٹ (MDI)، میتھیلین bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI)، p-phenyldiisocyanate (PPDI)، 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI)، p-phenyldisocyanate (disocyanate) PXDI) وغیرہ۔

(3) زنجیر بڑھانے والا

100 ~ 350 کے مالیکیولر وزن کے ساتھ چین ایکسٹینڈر، چھوٹے مالیکیولر Diol، چھوٹے مالیکیولر ویٹ، کھلی زنجیر کی ساخت اور کوئی متبادل گروپ TPU کی اعلی سختی اور اعلی سکیلر وزن حاصل کرنے کے لیے موزوں ہے۔ TPU کے لیے موزوں سلسلہ بڑھانے والوں میں 1,4-butanediol (BDO)، 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene (HQEE)، 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM)، p-phenyldimethylglycol (PXG) وغیرہ شامل ہیں۔

TPU کی ایک سخت ایجنٹ کے طور پر ترمیم کی درخواست

مصنوعات کی لاگت کو کم کرنے اور اضافی کارکردگی حاصل کرنے کے لیے، پولی یوریتھین تھرموپلاسٹک ایلسٹومر کو عام طور پر استعمال ہونے والے سخت کرنے والے ایجنٹوں کے طور پر مختلف تھرمو پلاسٹک اور تبدیل شدہ ربڑ کے مواد کو سخت کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اس کی اعلی قطبیت کی وجہ سے، پولی یوریتھین قطبی رال یا ربڑ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، جیسے کلورینیٹڈ پولیتھیلین (سی پی ای)، جسے طبی مصنوعات بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ABS کے ساتھ ملاوٹ انجینئرنگ تھرمو پلاسٹک کو استعمال کے لیے بدل سکتی ہے۔ جب پولی کاربونیٹ (PC) کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے، تو اس میں تیل کی مزاحمت، ایندھن کی مزاحمت، اور اثر مزاحمت جیسی خصوصیات ہوتی ہیں، اور اسے کار باڈی بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پالئیےسٹر کے ساتھ مل کر، اس کی سختی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے؛ اس کے علاوہ، یہ PVC، Polyoxymethylene یا PVDC کے ساتھ اچھی طرح مطابقت رکھتا ہے۔ پالئیےسٹر پولی یوریتھین 15% نائٹریل ربڑ یا 40% نائٹریل ربڑ/PVC مرکب کے ساتھ اچھی طرح سے مطابقت رکھتا ہے۔ پولیتھر پولی یوریتھین 40% نائٹریل ربڑ/پولی وینیل کلورائد مرکب چپکنے والی کے ساتھ بھی اچھی طرح مطابقت رکھتا ہے۔ یہ acrylonitrile styrene (SAN) copolymers کے ساتھ ہم آہنگ بھی ہو سکتا ہے۔ یہ ری ایکٹو پولی سلوکسینز کے ساتھ انٹرپینیٹریٹنگ نیٹ ورک (IPN) ڈھانچے تشکیل دے سکتا ہے۔ مذکورہ بالا ملاوٹ شدہ چپکنے والوں کی اکثریت پہلے ہی سرکاری طور پر تیار کی جا چکی ہے۔

حالیہ برسوں میں، چین میں TPU کے ذریعے POM کو سخت کرنے پر ایک بڑھتی ہوئی تحقیق ہوئی ہے۔ TPU اور POM کا ملاپ نہ صرف TPU کی اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت اور مکینیکل خصوصیات کو بہتر بناتا ہے بلکہ POM کو نمایاں طور پر سخت بھی کرتا ہے۔ کچھ محققین نے دکھایا ہے کہ ٹینسائل فریکچر ٹیسٹوں میں، POM میٹرکس کے مقابلے میں، TPU کے ساتھ POM مرکب ٹوٹنے والے فریکچر سے ڈکٹائل فریکچر میں تبدیل ہو گیا ہے۔ TPU کا اضافہ POM کو شکل میموری کی کارکردگی سے بھی نوازتا ہے۔ POM کا کرسٹل خطہ شکل میموری مرکب کے مقررہ مرحلے کے طور پر کام کرتا ہے، جب کہ بے ساختہ TPU اور POM کا بے ترتیب خطہ الٹ جانے والے مرحلے کے طور پر کام کرتا ہے۔ جب ریکوری ردعمل کا درجہ حرارت 165 ℃ ہے اور بحالی کا وقت 120 سیکنڈ ہے، مصر دات کی بازیابی کی شرح 95٪ سے زیادہ تک پہنچ جاتی ہے، اور بحالی کا اثر بہترین ہوتا ہے۔

ٹی پی یو کا غیر قطبی پولیمر مواد جیسے پولی تھیلین، پولی پروپیلین، ایتھیلین پروپیلین ربڑ، بوٹاڈین ربڑ، آئسوپرین ربڑ یا ویسٹ ربڑ پاؤڈر کے ساتھ ہم آہنگ ہونا مشکل ہے، اور اچھی کارکردگی کے ساتھ کمپوزٹ تیار کرنے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا۔ لہذا، سطح کے علاج کے طریقے جیسے پلازما، کورونا، گیلی کیمسٹری، پرائمر، شعلہ یا رد عمل والی گیس اکثر بعد کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، امریکن ایئر پروڈکٹس اینڈ کیمیکلز کمپنی نے F2/O2 ایکٹو گیس کی سطح کا علاج انتہائی اعلی مالیکیولر ویٹ پولی تھیلین فائن پاؤڈر پر کیا ہے جس کا مالیکیولر وزن 3-5 ملین ہے، اور اسے 10 کے تناسب سے پولی یوریتھین ایلسٹومر میں شامل کیا ہے۔ %، جو اس کے Flexural ماڈیولس، تناؤ کی طاقت اور پہننے کی مزاحمت کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتا ہے۔ اور F2/O2 فعال گیس کی سطح کا علاج 6-35 ملی میٹر کی لمبائی کے ساتھ سمتی طور پر لمبے چھوٹے ریشوں پر بھی لاگو کیا جا سکتا ہے، جو مرکب مواد کی سختی اور آنسو کی سختی کو بہتر بنا سکتا ہے۔

TPU کے اطلاق کے علاقے کیا ہیں؟

1958 میں، Goodrich کیمیکل کمپنی (اب Lubrizol کا نام تبدیل کر دیا گیا ہے) نے پہلی بار TPU برانڈ Estane کو رجسٹر کیا۔ گزشتہ 40 سالوں کے دوران، دنیا بھر میں 20 سے زیادہ برانڈ نام ہو چکے ہیں، اور ہر برانڈ کی مصنوعات کی کئی سیریز ہیں۔ اس وقت دنیا میں ٹی پی یو کے خام مال کے مینوفیکچررز ہیں: BASF، Covestro، Lubrizol، Huntsman Corporation، McKinsey، Golding، وغیرہ۔

ایک بہترین ایلسٹومر کے طور پر، ٹی پی یو کے پاس بہاو کی مصنوعات کی ایک وسیع رینج ہے، جو روزمرہ کی ضروریات، کھیلوں کے سامان، کھلونے، آرائشی مواد اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ ذیل میں چند مثالیں ہیں۔

① جوتے کا مواد

TPU بنیادی طور پر اس کی بہترین لچک اور لباس مزاحمت کی وجہ سے جوتے کے مواد کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ TPU پر مشتمل جوتے کی مصنوعات عام جوتے کی مصنوعات کے مقابلے پہننے میں زیادہ آرام دہ ہوتی ہیں، اس لیے وہ اعلیٰ درجے کے جوتے کی مصنوعات، خاص طور پر کچھ کھیلوں کے جوتے اور آرام دہ جوتوں میں زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔

② ہوزیز

اس کی نرمی، اچھی تناؤ کی طاقت، اثر کی طاقت، اور اعلی اور کم درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی وجہ سے، TPU ہوزز کو چین میں بڑے پیمانے پر گیس اور تیل کی ہوز کے طور پر میکانیکل آلات جیسے ہوائی جہاز، ٹینک، آٹوموبائل، موٹر سائیکل اور مشین ٹولز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

③ کیبل

TPU آنسو مزاحمت، پہننے کی مزاحمت، اور موڑنے کی خصوصیات فراہم کرتا ہے، جس میں اعلی اور کم درجہ حرارت کی مزاحمت کیبل کی کارکردگی کی کلید ہے۔ چنانچہ چینی مارکیٹ میں، جدید ترین کیبلز جیسے کنٹرول کیبلز اور پاور کیبلز پیچیدہ کیبل ڈیزائنوں کے کوٹنگ مواد کی حفاظت کے لیے TPUs کا استعمال کرتی ہیں، اور ان کی ایپلی کیشنز تیزی سے پھیلتی جا رہی ہیں۔

④ طبی آلات

TPU ایک محفوظ، مستحکم اور اعلیٰ معیار کا PVC متبادل مواد ہے، جس میں Phthalate اور دیگر کیمیائی نقصان دہ مادے نہیں ہوں گے، اور یہ مضر اثرات پیدا کرنے کے لیے طبی کیتھیٹر یا میڈیکل بیگ میں موجود خون یا دیگر مائعات میں منتقل ہو جائیں گے۔ مزید برآں، خاص طور پر تیار کردہ اخراج گریڈ اور انجیکشن گریڈ TPU کو موجودہ PVC آلات میں تھوڑی ڈیبگنگ کے ساتھ آسانی سے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

⑤ گاڑیاں اور نقل و حمل کے دیگر ذرائع

پولی یوریتھین تھرموپلاسٹک ایلسٹومر کے ساتھ نایلان کے کپڑے کے دونوں اطراف کو باہر نکال کر اور کوٹنگ کر کے، انفلٹیبل کمبیٹ اٹیک رافٹس اور 3-15 افراد کو لے جانے والے ریکونینس رافٹس بنائے جا سکتے ہیں، جو کہ وولکانائزڈ ربڑ کے انفلٹیبل رافٹس سے زیادہ بہتر کارکردگی کے ساتھ ہیں۔ پولی یوریتھین تھرموپلاسٹک ایلسٹومر کو شیشے کے فائبر سے تقویت ملی جسم کے اجزاء بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جیسے کہ کار کے دونوں اطراف میں ڈھالے ہوئے حصے، دروازے کی کھالیں، بمپر، رگڑ مخالف پٹیاں، اور گرلز۔