Thermoplastische Polyurethane sind einzigartige Produkte, die aufgrund ihrer Eigenschaften eine Vielzahl von Anwendungen interessant macht:

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1 Polyurethane Thermoplastische Polyurethane sind einzigartige Produkte, die aufgrund ihrer Eigenschaften eine Vielzahl von Anwendungen interessant macht: Hohe Beständigkeiten gegen Wasch-und Reinigungsverfahren (Textile Applikationen) Hohe Verschleißfestigkeit Flexibilität über einen weiten Temperaturbereich Hohe Elastizität im gesamten Härtebereich Gute Beständigkeit gegen Öle, Fette und viele Lösemittel Gut beständig gegen Witterungseinflüsse Frei von Weichmachern Gute Beständigkeit gegen energiereiche Strahlen Gute Verrottungsbeständigkeit bei Spezialtypen TPU findet daher in vielen Bereichen wie etwa der Textil,-Sport- und Freizeitindustrie oder der Automobilbranche erfolgreich Anwendung. Schematische Darstellung des Diisocyanat-Additionsverfahrens Heute werden thermoplastische Polyurethane meist verarbeitungsfähig auf den Markt gebracht. Für die Verwendung von Schmelzklebern werden vorzugsweise lineare PU angeboten

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3 Als Polyole werden üblicherweise Polyester, Polyether oder Polycarbonatdiole mit Molekulargewichten von 1000 bis 4000 eingesetzt. Kurzkettige Diole sind meist Butandiol, Hexandiol oder aromatische Diole. Als Diisocyanat wird meist Diphenylmethandiisocyanat, aber auch Hexamethylendiisocyanat verwendet. Das Diisocyanat stellt dabei die chemischer Verbindung zwischen den Diolen dar. Der Chemiker nennt die - 3 -

4 entstehende Bindung Urethan. Aus der Häufung dieser Bindungen im langkettigen Polymermolekül wird dann das namensgebende "Polyurethan". Aufbauprinzip der thermoplastischen Polyurethane Was haben die folgenden Gegenstände gemeinsam: Ein Turnschuh, ein Schlauch, eine Holzlasur und einen Schwamm, ein Textilschmelzkleber? Sie enthalten alle Polyurethane (PUR). Diese Kunststoffe zeichnen sich durch die Urethan-Gruppe aus: Abb. 1: Struktur einer Urethan-Bindung Bei den Isocyanaten ist für den Anwender insbesondere die Entscheidung zwischen aliphatischen und aromatischen Bausteinen von Bedeutung: Sie bestimmen, ob das Endprodukt unter UV-Bestrahlung zur Vergilbung neigt oder nicht. Verarbeitungsformen Um Polyurethane für den Einsatz in der Domäne thermoplastischer Kunststoffe fit zu machen, genügt es nicht, die "Aushärtereaktion" vom Anwender zum Hersteller vorzuverlegen und das Material als Granulat zugänglich zu machen. Tatsächlich gilt es selbstverständlich auch, den Werkstoff auf die etablierten Verarbeitungsverfahren zuzuschneiden. In der Kunststoffbranche gibt es bekanntlich verschiedene, breit eingesetzte Verarbeitungstechniken: Spritzgießen, Extrusion, Blasformen, Kalandrieren sowie Sintern, Pulvern, Pasten Für jede dieser Techniken werden dem Material stark abweichende Berarbeitungscharakteristiken abverlangt. In der Kalandrierung braucht es leicht aufschmelzbare, äußerst homogene Materialien (Stippenfreiheit!), die langsam verfestigen; für das Powder-Slush-bzw. Sinter-Verfahren sind darüber hinaus ein besonders gutes Verlaufen der Schmelze und gute Pulverfließeigenschaften gefragt. Die flexiblen ungeordneten Weichsegmente sind verantwortlich für chemische Eigenschaften, Beständigkeit gegenüber Hydrolyse, Mikroben und Chemikalien. Auch die wichtige Kälteflexibilität lässt sich über das Weichsegment einstellen. Die geordneten kristallinen Hartsegmente bestimmen das Verarbeitungsverhalten, wie das Aufschmelz- und Verfestigungsverhalten, und thermische Eigenschaften wie die Wärmeformbeständigkeit

5 Beständigkeiten Produkte auf Basis von Polyethern oder Polyestern verhalten sich grundsätzlich unterschiedlich und auch die Härte kann eine Rolle spielen. Auf der anderen Seite spielen natürlich äußere Bedingungen wie Temperatur, Konzentration oder Dauer der Einwirkung eine große Rolle. Lösemittel Aliphatische Alkohole, wie Ethanol und Isopropanol, bewirken eine geringe Quellung von TPU. In Ketonen, z.b. Aceton, Methylethylketon (MEK) Cyclohexanon, sowie aliphatische Ester, wie Ethylacetat und Butylacetat, quellen TPU stark an. Polare organische Lösemittel wie Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), N-Methylpyrrholidon und Tetrahydrofuran (THF) lösen TPU auf. Hydrolysebeständigkeit Weiche TPU auf Basis von Polyestern zeigen bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eine gewisse Anfälligkeit gegenüber Hydrolyse. Dabei spalten Wasser-Moleküle die Estergruppen und das Molgewicht nimmt deutlich ab, was zu einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften führt. In der Praxis tritt ein Versagen von weichen Polyester-TPU so gut wie nie auf. UV-Strahlung TPU auf Basis von aliphatischen Diisocyanaten zeigen keine Vergilbung durch UV-Strahlen. Bei Bewitterungstests können sich bei längeren Laufzeiten Abbauerscheinungen durch UV-Strahlung und durch Hydrolyse addieren

6 Shore Härte A und D Shore A wird angegeben bei Weichelastomeren nach Messung mit einer Nadel mit abgestumpfter Spitze. Wenn Werte über 90A erreicht werden, soll mit dem Shore D Gerät gemessen werden. Shore D wird angegeben bei Zähelastomeren nach Messung mit einer Nadel, die mit einem 30 Winkel zuläuft und nicht abgestumpft ist. Wenn Werte unter 20D erreicht werden, soll mit dem Shore A Gerät gemessen werden. Glasübergangstemperatur Die Glasübergangstemperatur Tg (auch Glas- oder Glasumwandlungstemperatur) ist durch die Umwandlung einer mehr oder weniger harten, amorphen glasartigen oder teilkristallinen Polymerprobe in eine gummiartige bis zähflüssige Phase gekennzeichnet. Ursächlich für das Phänomen der Tg ist das Einfrieren oder Auftauen der Bewegungen längerer Kettensegmente (20 bis 50 Kettenatome) der Makromoleküle. Die Makrokonformation ändert sich dagegen bei Erreichen der Glasübergangstemperatur nicht. Zugfestigkeit Dieser Versuch dient zur Beurteilung von Kunststoffen bei einachsiger Beanspruchung auf Zug. Der Vorteil des Zugversuchs liegt darin, dass selbst duktile Werkstoffe bis zum vollständigen Bruch geprüft werden können. Der Elastizitätsmodul (E-Modul) dient als Vergleichskennwert verschiedener Materialien und ist ein Maß für die Steifigkeit. Die Prüfung wird üblicherweise bei 23 C durchgeführt. Normen: DIN 53504, gemessen am S1 Stab bei 200mm/min Vorschubgeschwindigkeit

7 Wärmeformbeständigkeit Bei harten Thermoplasten wird zur Bestimmung der Wärmeformbeständigkeit häufig entweder die Vicat Erweichungstemperatur (Vicat Softening Temperature, VST) nach ISO 306 oder die Wärmeformbeständigkeit (Heat Deflection Temperature, HDT) nach ISO 75 eingesetzt. In der Folienfertigung und zur Produktion beschichteter Textilien ist neben einer guten Aufschmelzbarkeit auch eine hohe Schmelzeelastizität gefragt. Anwendungsbereiche TPU-Schmelzkleber AUTOMOBIL: Dekorstoffe für Dachhimmel Türverkleidungen, Sitzrücklehnen; Hutablagen Abriebfeste atmungsakitive Stoffkombinationen für Autositze Freizeit&Sportartikel Atmungsaktive & Wasserdichte Materialien WEHRTECHNIK: Schutzanzüge für Feuerwehranzüge Polizei & Armeebekleidung MEDIZIN: Mundschutz OP-Bekleidung Matraztenschonbezüge Inkontinenzartikel Anti-Allergie-Systeme Natürlich gibt es neben den oben aufgeführten Anwendungen noch eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten. ROWAK AG ist in der Lage, sowohl Granulate als auch Pulver für den richtigen Einsatzzweck zu liefern. Fragen Sie uns! - 7 -