থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমার কী?

থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমার কী?

পলিউরেথেন ইলাস্টোমার হল বিভিন্ন ধরণের পলিউরেথেন সিন্থেটিক উপকরণ (অন্যান্য জাতগুলি পলিউরেথেন ফোম, পলিউরেথেন আঠালো, পলিউরেথেন আবরণ এবং পলিউরেথেন ফাইবারকে বোঝায়), এবং থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমার হল তিন ধরণের পলিউরেথেন ইলাস্টোমারের মধ্যে একটি, লোকেরা সাধারণত এটিকে TPU নামে ডাকে (অন্য দুটি প্রধান ধরণের পলিউরেথেন ইলাস্টোমার হল কাস্ট পলিউরেথেন ইলাস্টোমার, সংক্ষেপে CPU, এবং মিশ্র পলিউরেথেন ইলাস্টোমার, সংক্ষেপে MPU)।

TPU হল এক ধরণের পলিউরেথেন ইলাস্টোমার যা গরম করে প্লাস্টিকাইজ করা যায় এবং দ্রাবক দ্বারা দ্রবীভূত করা যায়। CPU এবং MPU এর তুলনায়, TPU এর রাসায়নিক কাঠামোতে খুব কম বা কোনও রাসায়নিক ক্রস-লিঙ্কিং নেই। এর আণবিক শৃঙ্খল মূলত রৈখিক, তবে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে ভৌত ক্রস-লিঙ্কিং রয়েছে। এটি হল থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমার যা গঠনে খুবই বৈশিষ্ট্যপূর্ণ।

টিপিইউ-এর গঠন এবং শ্রেণীবিভাগ

থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমার হল একটি (AB) ব্লক লিনিয়ার পলিমার। A হল একটি পলিমার পলিওল (এস্টার বা পলিথার, আণবিক ওজন ১০০০~৬০০০) যার উচ্চ আণবিক ওজন থাকে, যাকে বলা হয় লম্বা শৃঙ্খল; B হল একটি ডায়োল যার মধ্যে ২-১২টি সোজা শৃঙ্খল কার্বন পরমাণু থাকে, যাকে বলা হয় ছোট শৃঙ্খল।

থার্মোপ্লাস্টিক পলিউরেথেন ইলাস্টোমারের গঠনে, সেগমেন্ট A কে নরম সেগমেন্ট বলা হয়, যার নমনীয়তা এবং কোমলতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা TPU কে ​​প্রসারণযোগ্য করে তোলে; B সেগমেন্ট এবং আইসোসায়ানেটের মধ্যে বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন ইউরেথেন চেইনকে একটি শক্ত সেগমেন্ট বলা হয়, যার অনমনীয় এবং শক্ত উভয় বৈশিষ্ট্য রয়েছে। A এবং B সেগমেন্টের অনুপাত সামঞ্জস্য করে, বিভিন্ন ভৌত এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ TPU পণ্য তৈরি করা হয়।

নরম অংশের গঠন অনুসারে, এটিকে পলিয়েস্টার ধরণ, পলিথার ধরণ এবং বুটাডিন ধরণে ভাগ করা যেতে পারে, যার মধ্যে যথাক্রমে এস্টার গ্রুপ, ইথার গ্রুপ বা বিউটিন গ্রুপ থাকে। শক্ত অংশের গঠন অনুসারে, এটিকে ইউরেথেন ধরণ এবং ইউরেথেন ইউরিয়া ধরণে ভাগ করা যেতে পারে, যা যথাক্রমে ইথিলিন গ্লাইকল চেইন এক্সটেন্ডার বা ডায়ামিন চেইন এক্সটেন্ডার থেকে প্রাপ্ত হয়। সাধারণ শ্রেণিবিন্যাসটি পলিয়েস্টার ধরণ এবং পলিথার ধরণে ভাগ করা হয়েছে।

TPU সংশ্লেষণের কাঁচামাল কী কী?

(১) পলিমার ডায়োল

TPU ইলাস্টোমারে 50% থেকে 80% এর উপাদান সহ 500 থেকে 4000 পর্যন্ত আণবিক ওজন এবং দ্বি-কার্যকরী গোষ্ঠী সহ ম্যাক্রোমলিকুলার ডায়োল TPU এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যে একটি নির্ধারক ভূমিকা পালন করে।

TPU ইলাস্টোমারের জন্য উপযুক্ত পলিমার ডায়োলকে পলিয়েস্টার এবং পলিথারে ভাগ করা যেতে পারে: পলিয়েস্টারে রয়েছে পলিটেট্রামেথিলিন অ্যাডিপিক অ্যাসিড গ্লাইকল (PBA) ε PCL, PHC; পলিথারে রয়েছে পলিঅক্সিপ্রোপিলিন ইথার গ্লাইকল (PPG), টেট্রাহাইড্রোফুরান পলিথার গ্লাইকল (PTMG) ইত্যাদি।

(২) ডাইসোসায়ানেট

আণবিক ওজন কম কিন্তু কার্যকারিতা অসাধারণ, যা কেবল নরম অংশ এবং শক্ত অংশের সংযোগ স্থাপনের ভূমিকা পালন করে না, বরং TPU-কে বিভিন্ন ভালো ভৌত এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যও প্রদান করে। TPU-তে প্রযোজ্য ডাইসোসায়ানেটগুলি হল: মিথিলিন ডাইফেনাইল ডাইসোসায়ানেট (MDI), মিথিলিন বিস (-4-সাইক্লোহেক্সিল আইসোসায়ানেট) (HMDI), পি-ফেনাইলডাইসোসায়ানেট (PPDI), 1,5-ন্যাপথ্যালিন ডাইসোসায়ানেট (NDI), পি-ফেনাইলডাইমিথাইল ডাইসোসায়ানেট (PXDI), ইত্যাদি।

(৩) চেইন এক্সটেন্ডার

১০০~৩৫০ আণবিক ওজনের চেইন এক্সটেন্ডার, ছোট আণবিক ডায়োলের অন্তর্গত, ছোট আণবিক ওজন, খোলা চেইন কাঠামো এবং কোনও বিকল্প গ্রুপ না থাকা, উচ্চ কঠোরতা এবং উচ্চ স্কেলার ওজন TPU পাওয়ার জন্য সহায়ক। TPU-এর জন্য উপযুক্ত চেইন এক্সটেন্ডারগুলির মধ্যে রয়েছে 1,4-বিউটানেডিওল (BDO), 1,4-বিস (2-হাইড্রোক্সিথক্সি) বেনজিন (HQEE), 1,4-সাইক্লোহেক্সানেডিমেথানল (CHDM), p-ফেনাইলডাইমিথাইলগ্লাইকল (PXG) ইত্যাদি।

শক্ত করার এজেন্ট হিসেবে TPU-এর পরিবর্তন প্রয়োগ

পণ্যের খরচ কমাতে এবং অতিরিক্ত কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য, পলিউরেথেন থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমারগুলিকে বিভিন্ন থার্মোপ্লাস্টিক এবং পরিবর্তিত রাবার উপকরণকে শক্ত করার জন্য সাধারণভাবে ব্যবহৃত শক্তকরণ এজেন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

উচ্চ পোলারিটির কারণে, পলিউরেথেন ক্লোরিনেটেড পলিথিলিন (CPE) এর মতো পোলার রেজিন বা রাবারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে, যা চিকিৎসা পণ্য তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে; ABS এর সাথে মিশ্রণ ইঞ্জিনিয়ারিং থার্মোপ্লাস্টিক ব্যবহারের জন্য প্রতিস্থাপন করতে পারে; পলিকার্বোনেট (PC) এর সাথে সংমিশ্রণে ব্যবহার করা হলে, এর তেল প্রতিরোধ, জ্বালানি প্রতিরোধ এবং প্রভাব প্রতিরোধের মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি গাড়ির বডি তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে; পলিয়েস্টারের সাথে একত্রিত হলে, এর শক্ততা উন্নত করা যেতে পারে; এছাড়াও, এটি PVC, Polyoxymethylene বা PVDC এর সাথে ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে; পলিয়েস্টার পলিউরেথেন 15% নাইট্রিল রাবার বা 40% নাইট্রিল রাবার/PVC মিশ্রণের সাথে ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে; পলিথার পলিউরেথেন 40% নাইট্রিল রাবার/পলিভিনাইল ক্লোরাইড মিশ্রণ আঠালোর সাথেও ভালভাবে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে; এটি অ্যাক্রিলোনিট্রাইল স্টাইরিন (SAN) কোপলিমারের সাথেও সহ-সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে; এটি প্রতিক্রিয়াশীল পলিসিলোক্সেন সহ ইন্টারপেনিট্রেটিং নেটওয়ার্ক (IPN) কাঠামো তৈরি করতে পারে। উপরে উল্লিখিত মিশ্র আঠালোগুলির বেশিরভাগই ইতিমধ্যেই আনুষ্ঠানিকভাবে তৈরি করা হয়েছে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, চীনে TPU দ্বারা POM-এর শক্তকরণের উপর ক্রমবর্ধমান গবেষণা চলছে। TPU এবং POM-এর মিশ্রণ কেবল TPU-এর উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে না, বরং POM-কে উল্লেখযোগ্যভাবে শক্ত করে তোলে। কিছু গবেষক দেখিয়েছেন যে টেনসাইল ফ্র্যাকচার পরীক্ষায়, POM ম্যাট্রিক্সের তুলনায়, TPU সহ POM অ্যালয় ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার থেকে নমনীয় ফ্র্যাকচারে রূপান্তরিত হয়েছে। TPU যোগ করার ফলে POM-কে আকৃতির মেমরি কর্মক্ষমতাও প্রদান করা হয়। POM-এর স্ফটিক অঞ্চল আকৃতির মেমরি অ্যালয়ের স্থির পর্যায় হিসেবে কাজ করে, যেখানে নিরাকার TPU এবং POM-এর নিরাকার অঞ্চল বিপরীত পর্যায় হিসেবে কাজ করে। যখন পুনরুদ্ধার প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 165 ℃ হয় এবং পুনরুদ্ধারের সময় 120 সেকেন্ড হয়, তখন অ্যালয়ের পুনরুদ্ধারের হার 95%-এর বেশি পৌঁছায় এবং পুনরুদ্ধারের প্রভাব সবচেয়ে ভালো হয়।

পলিথিন, পলিপ্রোপিলিন, ইথিলিন প্রোপিলিন রাবার, বুটাডিন রাবার, আইসোপ্রিন রাবার বা বর্জ্য রাবার পাউডারের মতো নন-পোলার পলিমার উপাদানের সাথে TPU সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়া কঠিন এবং ভালো পারফরম্যান্স সহ কম্পোজিট তৈরি করতে ব্যবহার করা যায় না। অতএব, প্লাজমা, করোনা, ওয়েট কেমিস্ট্রি, প্রাইমার, শিখা বা প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসের মতো পৃষ্ঠ চিকিত্সা পদ্ধতিগুলি প্রায়শই পরবর্তীগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, আমেরিকান এয়ার প্রোডাক্টস অ্যান্ড কেমিক্যালস কোম্পানি 3-5 মিলিয়ন আণবিক ওজনের অতি-উচ্চ আণবিক ওজনের পলিথিলিন ফাইন পাউডারের উপর F2/O2 সক্রিয় গ্যাস পৃষ্ঠ চিকিত্সা করেছে এবং এটি 10% অনুপাতে পলিউরেথেন ইলাস্টোমারের সাথে যুক্ত করেছে, যা এর নমনীয় মডুলাস, প্রসার্য শক্তি এবং পরিধান প্রতিরোধকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। এবং F2/O2 সক্রিয় গ্যাস পৃষ্ঠ চিকিত্সা 6-35 মিমি দৈর্ঘ্যের দিকনির্দেশনামূলকভাবে দীর্ঘায়িত ছোট তন্তুগুলিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে, যা কম্পোজিট উপাদানের দৃঢ়তা এবং টিয়ার শক্ততা উন্নত করতে পারে।

TPU এর প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলি কী কী?

১৯৫৮ সালে, গুডরিচ কেমিক্যাল কোম্পানি (বর্তমানে লুব্রিজল নামকরণ করা হয়েছে) প্রথমবারের মতো TPU ব্র্যান্ড Estane নিবন্ধন করে। গত ৪০ বছরে, বিশ্বজুড়ে ২০টিরও বেশি ব্র্যান্ডের নাম রয়েছে এবং প্রতিটি ব্র্যান্ডের বেশ কয়েকটি সিরিজের পণ্য রয়েছে। বর্তমানে, বিশ্বের প্রধান TPU কাঁচামাল প্রস্তুতকারকরা হলেন: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, ইত্যাদি।

একটি চমৎকার ইলাস্টোমার হিসেবে, TPU-তে বিস্তৃত পরিসরের ডাউনস্ট্রিম পণ্য রয়েছে, যা দৈনন্দিন প্রয়োজনীয় জিনিসপত্র, ক্রীড়া সামগ্রী, খেলনা, আলংকারিক উপকরণ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নীচে কয়েকটি উদাহরণ দেওয়া হল।

① জুতার উপকরণ

TPU মূলত জুতার উপকরণের জন্য ব্যবহৃত হয় কারণ এর চমৎকার স্থিতিস্থাপকতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। TPU ধারণকারী পাদুকা পণ্যগুলি নিয়মিত পাদুকা পণ্যের তুলনায় পরতে অনেক বেশি আরামদায়ক, তাই এগুলি উচ্চমানের পাদুকা পণ্যগুলিতে, বিশেষ করে কিছু স্পোর্টস জুতা এবং নৈমিত্তিক জুতাগুলিতে বেশি ব্যবহৃত হয়।

② পায়ের পাতার মোজাবিশেষ

এর কোমলতা, ভালো প্রসার্য শক্তি, প্রভাব শক্তি এবং উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রার প্রতিরোধের কারণে, TPU হোসগুলি চীনে বিমান, ট্যাঙ্ক, অটোমোবাইল, মোটরসাইকেল এবং মেশিন টুলের মতো যান্ত্রিক সরঞ্জামের জন্য গ্যাস এবং তেলের হোস হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

③ কেবল

TPU টিয়ার রেজিস্ট্যান্স, ওয়্যার রেজিস্ট্যান্স এবং বাঁকানোর বৈশিষ্ট্য প্রদান করে, যার উচ্চ এবং নিম্ন তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা তারের কর্মক্ষমতার মূল চাবিকাঠি। তাই চীনা বাজারে, কন্ট্রোল ক্যাবল এবং পাওয়ার ক্যাবলের মতো উন্নত কেবলগুলি জটিল কেবল ডিজাইনের আবরণ উপকরণগুলিকে সুরক্ষিত করার জন্য TPU ব্যবহার করে এবং তাদের প্রয়োগ ক্রমশ ব্যাপক হয়ে উঠছে।

④ চিকিৎসা সরঞ্জাম

TPU হল একটি নিরাপদ, স্থিতিশীল এবং উচ্চমানের PVC বিকল্প উপাদান, যাতে Phthalate এবং অন্যান্য রাসায়নিক ক্ষতিকারক পদার্থ থাকবে না এবং এটি মেডিকেল ক্যাথেটার বা মেডিকেল ব্যাগের রক্ত ​​বা অন্যান্য তরল পদার্থে স্থানান্তরিত হয়ে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করবে। তাছাড়া, বিশেষভাবে তৈরি এক্সট্রুশন গ্রেড এবং ইনজেকশন গ্রেড TPU বিদ্যমান PVC সরঞ্জামগুলিতে সামান্য ডিবাগিং করে সহজেই ব্যবহার করা যেতে পারে।

⑤ যানবাহন এবং অন্যান্য পরিবহন ব্যবস্থা

নাইলন কাপড়ের উভয় পাশে পলিউরেথেন থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমার দিয়ে এক্সট্রুড এবং লেপ দিয়ে, 3-15 জন বহনকারী ইনফ্ল্যাটেবল কমব্যাট অ্যাটাক র‍্যাফ্ট এবং রিকনাইসেন্স র‍্যাফ্ট তৈরি করা যেতে পারে, যা ভলকানাইজড রাবার ইনফ্ল্যাটেবল র‍্যাফ্টের তুলনায় অনেক ভালো পারফরম্যান্স প্রদান করে; গ্লাস ফাইবার দিয়ে শক্তিশালী পলিউরেথেন থার্মোপ্লাস্টিক ইলাস্টোমার ব্যবহার করে গাড়ির উভয় পাশে ছাঁচে তৈরি অংশ, দরজার স্কিন, বাম্পার, ঘর্ষণ-বিরোধী স্ট্রিপ এবং গ্রিলের মতো বডি উপাদান তৈরি করা যেতে পারে।