Termoplastik poliüretan (TPU), otomotivden havacılığa kadar çeşitli endüstrilerde tercih edilen bir malzeme olmasını sağlayan olağanüstü aşınma direnci, yapışma ve işlenebilirliği ile uzun süredir değer görmektedir. Ancak, yüksek yanıcılığı ve yanma sırasındaki önemli duman emisyonu, ulaşım, elektrik ve tekstil sektörlerindeki uygulamalarını sınırlamıştır.
Nanodoldurucular: TPU Modifikasyonunun Anahtarı
Nanodoldurucuların ortaya çıkışı, TPU'nun alev geciktiriciliğini artırmak için yeni olanaklar sunmuştur. Karbon nanotüpler (CNT'ler), grafen nanoplateletler (GNP'ler), molibden disülfür (MoS
) ve grafen oksit (GO) gibi malzemeler, TPU'nun yangın direncinde önemli iyileşmeler göstermiştir. Örneğin:
-
TPU/grafen köpük (TPU/GF) nanokompozitleri, infiltrasyon yoluyla hazırlanmış olup, saf TPU'ya kıyasla tepe ısı salınım hızında (PHRR) %35,1'lik bir azalma göstermiştir.
-
%2,0 ağırlıkça fonksiyonelleştirilmiş MoS içeren TPU
Ulaşım:
, PHRR'de %45,4'lük bir azalma elde etmiştir.
-
%2,7 ağırlıkça GNP'ler ile doldurulmuş TPU nanokompozitleri, PHRR'de %41,1'lik bir azalma sergilemiştir.
Taviz: Alev Geciktiricilik ve Mekanik Özellikler
Nanodoldurucular alev geciktiriciliği iyileştirirken, genellikle TPU'nun tokluğundan ve elastikiyetinden ödün verir. Bu taviz, aynı anda yangın güvenliğini ve mekanik performansı artıran bir çözüm arayışına yol açmıştır.
MXene: Umut Vadeden Yeni Bir Malzeme
MXene (Ti
), iki boyutlu bir malzeme, piezoelektrik, mekanik ve elektronik özellikleri nedeniyle dikkat çekmektedir. Çalışmalar, alev geciktirici polimer nanokompozitlerdeki potansiyelini göstermektedir:
-
Doymamış polyester reçineye %2,0 ağırlıkça Ti
Uygulamalar: TPU'nun Ufuklarını Genişletmek
Bu çığır açan gelişme, TPU için şunlarda kapılar açmaktadır:
Ulaşım:
Yangına dayanıklı otomotiv iç mekanları, uçak bileşenleri ve yüksek hızlı tren oturma düzenleri.
Elektronik:
eklenmesi, PHRR'yi ve toplam karbon monoksit verimini (COTY) sırasıyla %29,6 ve %31,6 oranında azaltmıştır.
-
%3,0 ağırlıkça ekfoliye edilmiş Ti içeren TPU/Ti
Uygulamalar: TPU'nun Ufuklarını Genişletmek
Bu çığır açan gelişme, TPU için şunlarda kapılar açmaktadır:
Ulaşım:
Yangına dayanıklı otomotiv iç mekanları, uçak bileşenleri ve yüksek hızlı tren oturma düzenleri.
Elektronik:
nanokompozitleri, tepe duman üretimi hızında (PSPR) %51,4'lük bir azalma ve COTY'de %57,1'lik bir azalma elde etmiştir.
Uygulamalar: TPU'nun Ufuklarını Genişletmek
Bu çığır açan gelişme, TPU için şunlarda kapılar açmaktadır:
Ulaşım:
Yangına dayanıklı otomotiv iç mekanları, uçak bileşenleri ve yüksek hızlı tren oturma düzenleri.
Elektronik:
Sinerjik Etkiler: MXene ve DOPO-HQ'nun Birleştirilmesi
MXene'nin sınırlamalarını gidermek için, araştırmacılar Ti
3
C
x
ve DOPO-HQ'nun kombinasyonunu araştırmışlardır. Hidrojen bağı kaynaklı kendi kendine montaj yaklaşımı, daha sonra TPU'ya dahil edilen yeni bir nanohibrit (Ti
-D-H) sentezlemek için kullanılmıştır.
T
x
-D-H eklenmesinin, ısı ve duman salınımını önemli ölçüde azalttığını, aynı zamanda çekme dayanımını ve tokluğu iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Temel bulgular şunlardır:
Termogravimetrik analiz (TGA), daha yüksek termal bozunma sıcaklıkları göstererek, yüksek sıcaklıklarda daha iyi performans gösterdiğini belirtmektedir.
-
Mekanizmalar: Ti
3
-
C
2
-
T
x
-D-H Nasıl Çalışır?
2
T
-
x
mukavemeti artırırken, DOPO-HQ dağılımı ve tokluğu iyileştirir.
Uygulamalar: TPU'nun Ufuklarını Genişletmek
Bu çığır açan gelişme, TPU için şunlarda kapılar açmaktadır:
Ulaşım:
Yangına dayanıklı otomotiv iç mekanları, uçak bileşenleri ve yüksek hızlı tren oturma düzenleri.
Elektronik:
Ti
-
3
C
-
2
T
-
x
mukavemeti artırırken, DOPO-HQ dağılımı ve tokluğu iyileştirir.
Uygulamalar: TPU'nun Ufuklarını Genişletmek
Bu çığır açan gelişme, TPU için şunlarda kapılar açmaktadır:
Ulaşım:
Yangına dayanıklı otomotiv iç mekanları, uçak bileşenleri ve yüksek hızlı tren oturma düzenleri.
Elektronik:
Alev geciktirici kablolar, kasalar ve yalıtım malzemeleri.
Tekstil:
Koruyucu giysiler ve yangına dayanıklı kumaşlar.
-
İnşaat:
Yangına dayanıklı kaplamalar ve yapı malzemeleri.
-
Sonuç: TPU İçin Yeni Bir Çağ
Ti
-
3
C
-
2
T
x
-D-H'nin geliştirilmesi, alev geciktiricilik ve mekanik özelliklerde dengeli bir iyileşme sunarak, TPU modifikasyonunda önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Bu yenilik, endüstrilerde TPU'nun daha geniş uygulamaları için yol açarak hem güvenliği hem de performansı sağlamaktadır.