“Malzeme Dünyası” serimizin 3. Bölümü: Termoplastik poliüretan kauçuk ve plastik arasında köprü kuruyor
Schwalmstadt’taki Freudenberg Sealing Technologies’de (FST) geliştirici olan Dr. Jürgen Hieber, konuşmanın hemen başında bir şeyi açıklığa kavuşturmak istiyor: “Yataklarda köpük olarak kullanılanlar gibi normal poliüretandan bahsetmiyoruz. Freudenberg’de termoplastik poliüretan ya da kısaca TPU ile çalışıyoruz.”
Bu TPU, kauçuk ve plastiğin özelliklerini birleştiren hibrit bir malzemedir. “Japon meslektaşlarımız buna demir kauçuk demeyi seviyor. Malzememiz kauçuk gibi elastik olarak esneyebilir, ancak – sembolik olarak – demir kadar sağlamdır.” Bu muazzam güç, TPU’yu yüksek basınçlar söz konusu olduğunda sızdırmazlık malzemesi olarak ilk tercih haline getiriyor. Örneğin hidrolikte.
Tam yüklü ekskavatör küreklerinin manevrası
TPU için klasik bir uygulama, ekskavatör küreklerinin tam yüklü ve tamamen uzatılmış haldeyken bile güvenli bir şekilde manevra yapabilmesini sağlayan silindirlerdir. Bu silindirlerde TPU’dan yapılmış çubuk contalar, piston contaları ve silecekler kullanılır. Bunların 400 bara kadar basınca dayanması gerekir. Karşılaştırma için: bir arabanın lastik basıncı 2 ila 3 bar arasındadır. TPU contalar diğer inşaat makinelerinin yanı sıra tarım makinelerinde, takım tezgahlarında ve darbeli matkaplarda da talep görmektedir.
Schwalmstadt tesisi FST’nin TPU mükemmellik merkezidir. “TPU’muzu kendimiz üretiyoruz ve düzenli olarak kullanılan yaklaşık 50 farklı TPU malzememiz var” diyen Dr. Hieber, sözlerini şöyle sürdürüyor: “Uzmanlığımız doğru hammaddeleri seçmekte ve istenen özellikleri elde etmek için bunları doğru miktarlarda birleştirmekte yatıyor.” TPU’da bu durum kauçuktan neredeyse hiç farklı değil.
Ancak TPU üretimi tamamen farklı bir şekilde, kimya endüstrisinde kullanılanlar gibi büyük reaktörlerde gerçekleşir. Bu kimyasal reaksiyon için kullanılan teknik terim polimerizasyondur. Polioller, izosiyanatlar, zincir uzatıcılar, boyalar, süperplastikleştiriciler ve stabilizatörler, polimer olarak bilinen uzun zincirli moleküller oluşturmak üzere reaksiyona girer. Geleceğe yönelik konulardan biri de biyo-bazlı hammaddelerden TPU üretimidir.
Çip önleyici torba etkisi
TPU sadece basınca karşı özellikle dayanıklı değildir. Ozona karşı son derece dayanıklıdır ve mineral hidrolik ortamdan gelen yüklere de dayanabilir. Dayanıklılığı ve aşınma direncine ek olarak, yırtılma yayılma direnci de TPU’nun uzun artı puan listesinde yer almaktadır. “Yırtılma yayılma direncini cips torbası etkisi ile açıklamayı seviyorum. Bir cips poşetini ilk başta açmak genellikle zordur, güç gerektirir. Ancak torba bir kez yırtıldığında, çok hızlı bir şekilde tekrar açılır. Ancak TPU ile değil. Hasar görürse veya kesilirse, daha fazla yırtılmaz. Bu da uzun bir hizmet ömrü sağlıyor.” Ancak yüksek sıcaklıklarda “demir kauçuk” performans sınırlarına ulaşıyor. 120 santigrat derecede genellikle biter.
Sürdürülebilirlik açısından olumlu bir yön: TPU ile yolluklar eritilebilir ve yeniden granüle edilebilir, yani yeniden kullanılabilir. Bu kauçuk ile mümkün değildir.
Sızdırmazlık yerine yuvarlama
TPU ile klasik sızdırmazlık uygulamalarının ötesinde metal veya diğer plastiklerle iki bileşenli bağlar da mümkündür. Sözde tekstüre diskleri son derece ilginç bir uygulama alanıdır. Tekstüre, tekstil endüstrisinde sentetik elyaflar için bir terbiye işlemidir. Bu işlemde, olta iplerini andıran pürüzsüz sentetik elyaf iplikler, tanımlanmış bir yüzeye sahip hızla dönen çalışan diskler üzerinde muazzam bir hızla yönlendirilir. Bu pürüzlendirici tekstüre diskleri, ipliklere uygun özelliklere sahip kabarık pamuk benzeri bir yapı kazandırır. FST, bu sürtünme disklerinin dünyanın önde gelen üreticisine iki bileşenli bir çözüm sunuyor: Schwalmstadt’taki lider merkez, dairesel bir plastik taşıyıcı parçanın etrafına bir TPU kaplama uyguluyor. Her iki bileşen de birbiriyle tamamen mekanik olarak kenetlenir.
PTFE yerine TPU mu?
TPU’nun geleceği söz konusu olduğunda, “diskler ve silindirler” pazar nişinde daha fazla uygulama düşünülebilir. Yarın ve yarından sonraki gün için ek bir başlangıç noktası, yüksek kaliteli malzeme PTFE’nin TPU ile değiştirilmesidir. PTFE, parçalanması zor olan ve uluslararası düzeyde yasa koyucuların eleştirel bir gözle baktığı “kalıcı kimyasallardan” (PFAS) biridir. “PTFE, sıcaklık ve ortam direnci açısından TPU’nun yerine getiremeyeceği benzersiz özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, PTFE genellikle yüksek performansının gerekli olmadığı yerlerde silindirlerde kullanılmıştır. TPU ile burada güvenilir bir alternatif sunuyoruz” diyor Hieber ve geleceğe bakıyor.
Renk vurguları
Bir conta (kurum) siyah mıdır? Geniş alanlarda her zaman değil! Örneğin TPU açık bej rengindedir. Tüm termoplastikler gibi kolayca renklendirilebilir. Örneğin Freudenberg mavisi. Bir yandan bu renk şirketi temsil eder. Öte yandan, mavi renk gıda işleme makinelerinde çok popülerdir. Çünkü: hiçbir gıda mavi değildir. Sızdırmazlık malzemesinden istemeden salınan bir parçacık hemen göze çarpacaktır.
