Il poliuretano (PU), abbreviazione di poli (uretano), è un polimero versatile sintetizzato attraverso la reazione di policondensazione di polioli e diisocianrati. È noto per le sue eccellenti proprietà meccaniche ed è ampiamente utilizzato in varie applicazioni industriali e di consumo, tra cui film, rivestimenti, adesivi, fibre, schiume ed elastomeri. Tra le diverse forme di poliuretano, il poliuretano termoplastico (TPU) si distingue a causa della sua combinazione unica di elasticità e trasformabilità.
La TPU è una classe di copolimeri a blocchi segmentati lineari, tipicamente rappresentati dalla formula (AB) ₙ. In questa struttura, il segmento "A" è un poliestere o poliestere di peso molecolare (con un intervallo di peso molecolare di circa 1000 a 6000), mentre il segmento "B" è un diolo a catena corta contenente 2-1 12 atomi di carbonio. Questi segmenti morbidi e duri sono collegati da unità di diisocianato, formando una struttura che offre a TPU sia flessibilità che resistenza. A differenza dei materiali in gomma reticolati, la TPU ha una struttura molecolare principalmente lineare con reticolazione chimica minima.
Una delle caratteristiche chiave della TPU sta in presenza di numerosi legami idrogeno tra le sue catene molecolari, formando ciò che è noto come reticolazione fisica. Questi legami idrogeno svolgono un ruolo fondamentale nel rafforzare la struttura del materiale, contribuendo al suo elevato modulo, resistenza alla trazione e resilienza. Di conseguenza, la TPU presenta un'eccellente resistenza all'abrasione, resistenza all'olio e chimica, resistenza all'idrolisi e rimane stabile in un ampio intervallo di temperatura. Mostra anche una buona resistenza all'attacco microbico e all'invecchiamento ambientale.
Un altro vantaggio di TPU è il suo comportamento termoplastico. La reticolazione fisica attraverso i legami idrogeno è il riscaldamento reversibile-under o in soluzione, le forze intermolecolari si indeboliscono, consentendo al materiale di fluire o essere rimodellate. Al momento del raffreddamento o dell'evaporazione del solvente, la riforma dei legami idrogeno, consentendo al materiale di recuperare le prestazioni dello stato solido senza una significativa perdita di proprietà. Questa riproduzione rende la TPU adatta per lo stampaggio a iniezione, l'estrusione e altre tecniche di elaborazione termoplastica.
Un noto esempio di TPU nella vita quotidiana è lo spandex (anche chiamato elastano), una fibra altamente elastica usata nei tessuti. La versatilità, la durata e la trasformazione della TPU lo rendono un materiale preferito nelle industrie che vanno dalle calzature ed elettronica ai dispositivi automobilistici e medici.