Inženýři často zaměňují dva různé materiály pod jedním názvem polyuretan a pak se diví, proč zakoupený díl nechoval tak, jak se čekalo. Termoplastický polyuretan TPU a litý polyuretan jsou materiály s různou strukturou a způsobem výroby, i když hotové výrobky z nich vypadají téměř stejně. Rozebereme, co je TPU, kde jsou jeho silné stránky a proč pro zatížené otěruvzdorné díly závod TIMOL odlévá právě litý polyuretan.
Co je termoplastický polyuretan
Termoplastický polyuretan je elastomer, který se chová jako termoplast: při zahřátí se taví, nabývá tvar extruzí nebo vstřikováním a po ochlazení tuhne. Hlavní praktický rozdíl spočívá v tom, že TPU lze opakovaně přetavit, tedy odpady a zmetky jdou do recyklace. Chemicky je TPU na bázi jednoduchých nebo složitých polyesterů: jednoduché polyestery dávají lepší odolnost vůči hydrolýze a nízkým teplotám, složité přidávají pevnost v tahu a rychlé obnovení tvaru.
Práve schopnost korigovat vlastnosti ve fázi syntézy dělá polyuretany tak flexibilními v použití. TPU spojuje elasticitu gumy s tvrdostí plastu, je odolný vůči olejům a opotřebení a drží tvar při deformaci. Právě pro zpracovatelnost a možnost tenkého profilování je výhodné zpracovávat ho sériově.
Kde se TPU používá
Termoplastický polyuretan je ideální tam, kde jsou potřeba tenké flexibilní profily a velké série. Klasická použití jsou kabelová a vodičová izolace, hadice vysokého tlaku, fólie a membrány, podrážky obuvi, ochranné pouzdra a kryty. V těchto úkolech se cení práve schopnost TPU formovat se extruzí tenkým stabilním profilem a opakovaně recyklovat.
Avšak v silnostěnných zatížených dílech průmyslového zařízení je situace jiná. Obložení zásobníků, košíky elevátorů, válečky, pouzdra, stěrky a těsnění pracují tlustou vrstvou pod vysokým měrným zatížením a nárazem. Zde je důležitější nikoli recyklovatelnost, ale chování masivního dílu pod zatížením, a tento úkol lépe pokrývá litý polyuretan.
Litý polyuretan oproti tuhým plastům: čísla
Pro pochopení, proč pro opotřebení se volí litý polyuretan, je užitečné porovnat ho s tuhými konstrukčními plasty, s nimiž se také často srovnává. Litý polyuretan kombinuje nízké obrušování s elasticitou, zatímco kapron a polyetylen s ultravysokou molekulovou hmotností vyhrávají v tuhosti, ale téměř nemají pružný odraz.
| Ukazatel | Litý polyuretan (PU) | Kapron (PA6) | UHMW-PE |
|---|---|---|---|
| Obrušování, DIN 53516 | 38-39 mm³ | 30-90 mm³ | 15-30 mm³ |
| Pracovní teplota | -60 do +100 °C | -40 do +100 °C | -200 do +80 °C |
| Pevnost v tahu | 39-87 MPa | 60-85 MPa | 17-45 MPa |
| Tvrdost, škála Shore | 50 Shore A do 70 Shore D | 75-85 Shore D | 60-70 Shore D |
| Elasticita odrazu | 34-61 % | 5-15 % | 5-10 % |
Klíčový rozdíl je vidět v posledním řádku: elasticita odrazu polyuretanu je 34-61 % oproti 5-15 % u kapronu. To znamená, že polyuretan tlumí úder a vrátí tvar, zatímco tuhý plast přenáší úder do konstrukce a může se křehce štěpit. Z hlediska obrušování jsou polyuretan a UHMW-PE blízko, ale polyuretan je zároveň elastický, proto vyhrává na uzlech, kde je současně abraziv a náraz.
Rada inženýra: vybírejte materiál dle charakteru zatížení, nikoli dle názvu. Pokud uzel nese náraz a vibrace, je potřeba pružnost, a tehdy litý polyuretan v rozsahu 80-95 Shore A pracuje lépe než jakýkoli tuhý plast. Pokud je potřeba pouze tuhé klouzavé vedení s nízkým třením bez nárazů, tehdy je vhodnější kapron nebo polyetylen. Nepřenášejte automaticky značku z jednoho uzlu na druhý.
Proč TIMOL odlévá, nikoli extruduje
Technologie volného lití umožňuje odlít díl jakékoli tloušťky a tvaru dle výkresu nebo vzorku zákazníka bez drahé formy. Tekutý polyuretan se nalije do formy, chemicky tvrdne a poté díl projde strojním opracováním na konečný rozměr. Takový přístup je ekonomický jak pro jednotlivé díly, tak pro malé série, čehož nedosáhne extruze TPU navržená pro sériový tenký profil.
Právě proto pro otěruvzdorné průmyslové výrobky závod volí litý polyuretan, nikoli termoplastický. Typické pozice jsou shromážděny v katalogu a podrobněji o vlastnostech materiálu pro různé provozní podmínky v sekci referenční informace.
Jak vybrat a objednat
Volba mezi termoplastickým a litým polyuretanem se zúží na typ dílu. Tenký flexibilní profil, fólie nebo kabel je teritorium TPU. Silný zatížený díl na abraziv a náraz je litý polyuretan. Pokud si nejste jisti, do které kategorie váš úkol patří, stačí popsat provozní podmínky uzlu a technolog doporučí materiál.
Praktický závěr
Termoplastický a litý polyuretan nejsou synonyma, ale dva materiály pro různé úkoly: TPU pro tenké profily a sériové dávky, litý pro zatížené otěruvzdorné díly na míru. Popište svůj uzel a zašlete výkres nebo vzorek do závodu TIMOL prostřednictvím kontaktů a inženýři vyberou materiál, tvrdost a vypočítají výrobu. Přehled služeb je dostupný v sekci služby.