폴리우레탄(PU, PUR; Polyurethane)의 물성과 특징
Polyisocyanate 와 Polyalcohol의 반응에 의해 만들어지는 우레탄 결합의 폴리머이다.
폴리우레탄은 탄성, 내마모성, 가공성이 우수하여 산업 및 소비재, 부품등에 다양하게 사용되는데, 폴리우레탄의 종류에 따라 그 물성의 차이가 있으므로 용도에 맞는 제품의 선택이 중요하다.
크게 2가지로 구분
폴리우레탄은 열가소성(열로 녹여 성형함)과 열경화성(액상을 열로 굳힘) 이 있다.
(아래는 열가소성 폴리우레탄에 대해 기재함)
열가소성 폴리우레탄 (T.P.U; Thermoplastic Poly Urethane) 은,
열로 녹여 제작됨으로 압출, 진공성형, 열접착, 고주파가공이 가능하다.
열가소성은 압출, 사출의 방식으로 작업함으로써 별도의 첨가제 없고 차후에 열을 가하면 다시 녹아 재활용이 가능함
그리고 내유성, 내마모성이 있고 고무상으로 되어 있다.
발포체는 경질, 연질이 있으며, 어느 것이나 고발포로써 연질은 탄성체로, 경질은 단열재로 이용된다.
성형은 RIM(반응사출성형) 등의 성형방법에 의거 각종 성형품을 고속 성형한다.
추가설명: TPU는 압출성형, 사출성형, Calender성형 등이 가능한, 가공성이 용이한 열가소성의 폴리우레탄 엘라스토머로 뜨거운 물이나 강산, 극성용제등에 약한 문제는 있으나, 가공기술이 개량되어 우수한 특성과 생산성을 살려 엔지니어링 플라스틱의 용도 뿐만 아니라, 스포츠용품, 생활용품, 산업용품등에도 폭넓게 적용되고 있다
열가소성 폴리우레탄의 특징:
- 다양한 경도변화: Shore O 10 ~ Shore D 85 (내마모 Shore A40 ~ D75)
- 충격, 마찰, 절단, 짖김에 탁월
- 마찰 마모에서 스틸에 비해 월등이 높다.(최고 10배)
- 마찰 마모에서 고무에 비해 높다.(고무대비 2~ 5배)
- 인장강도(300~600 kg/cm2) 및 인열강도가 우수함
- 유연성 및 형상 기억 (반발 회복)
- 흡음 진동흡수 탁월
- 폭넓은 사용온도 (-40도 ~ +90도) : 내한성 -40도 저온 사용가능
- UV 안정재 필요
- 내가수분해성 차이(종류에 따라)
- 탁월한 탄성(650%), 고무상 탄성 고분자
- 뛰어난 성형성 및 색 표현 (마스터 배치를 사용해 색상등의 작업용이)
- 내약품성, 내오존성, 내화학성, 내유성이 좋다.
- 금속과 접착력 우수
- 고신율: 300~700% 까지 다양한 신율
- 무독성 친환경 소재(가소제가 없고 재활용 가능한 열가소성 수지)
- 친환경적인 제품으로 PVC 대체용으로 널리 사용됨
단점으로는,
- 내열 노화성이 떨어짐
- 축열성의 경향이 있다.
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POLYESTER 기반의 TPU (ESTER Type) |
POLYETHER 기반의 TPU |
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기계적 성질이 ETHER Type보다 우수 내마모성이 우수 내한성이 우수 내유성이 우수 탄성이 우수 |
기계적성질이 우수 내약품성이 우수 내수성이 우수 내한성이 우수 반발탄성이 ESTER Type 보다 우수 동적피로특성이 우수 |
물리적 특성
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항목 |
단위 |
POLYESTER |
POLYETHER(PTMG |
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경도 |
shore A |
60-95 |
60-95 |
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인 장 강 도 |
㎏/㎠ |
250-600 |
200-450 |
|
신 장 율 |
% |
300-600 |
300-500 |
|
반 발 탄 성 |
% |
25-40 |
35-50 |
|
사용가능 온도 |
℃ |
80 |
80 |
폴리우레탄 사용용도:
-고무: 다양한 경도의 성형 및 압출제품, 패킹, 롤러, 손잡이, 신발바닥
-발포폼: 건물 판넬 단열재, 가전제품(냉장고등) 단열충진제
-발포 스폰지: 쿠션재, 마이크로셀폼(화장용 스폰지), 메모리폼, 필터, 방음
-코팅: 아웃도어 원단 표면코팅, 장갑 미끄럼 방지 코팅
-기타: 인조가죽, 스판덱스
-TPU: 내마모성 PU hose, O-ring, 타이밍 벨트 등
-산업용: 폴리우레탄 봉, 튜브, 판재 등 PU사용 (색상: 투명한 노란색에서 진한 노란색, 경도 Shore A90)
(신발 폴리우레탄 사용)
(아이패드 스마트커버 폴리우레탄)
아이폰용 케이스, 폴리우레탄
케이스
폴리우레탄 방음제