MAKALELER / TERMOPLASTİK POLİÜRETANLAR - hammaddeler ansiklopedisi
Çapraz bağlı silikon kauçuklara karşın birçok poliüretan elastomer doğada termoplastik yapıdadır. Bu yüzden de, polimerin eritilerek ya da çözündürülerek tekrar şekillendirilmesini sağlayan işlemler poliüretan elastomerlere rahatlıkla uyglanabilmektedir. Tipik bir biyomedikal TPU' nun yapısı zor eriyen sert üretan kısımlar ve sıvımsı yumuşak kısımlardan oluşmaktadır. Sert kısım, çoğu zaman bir aromatik ya da alifatik diizosiyanat ve düşük molekül ağırlıklı geniş zincirli bir dialkol ya da diolün reaksiyonu sonucu oluşan üründür. Biyomalzeme olarak kullanılan TPU' larda yumuşak kısımlar genellikle hidroksil (OH) içeren (polieter ya da polikarbonat) poliollerden oluşmaktadır.
İzosiyanatlar ile kalan üretan gruplarının reaksiyonu, TPU' nun yapısındaki az seviyedeki kovalent çapraz bağlanmaları sağlayan allofanat gruplarını oluştururken; izosiyanat (-NCO) ile hidroksilin reaksiyonu sonucunda bir üretan gup oluşur. TPU ısıtıldığında, polimeri kullanım sıcaklığında bir arada tutan hidrojen bağlı sert kısım ile herhangi çapraz bağlı allofanat disosiye olarak polimerin sıvılaşmasını ve akmasını sağlar. Bir kere bu çapraz bağlar parçalandıktan sonra da polimere farklı şekillendirme işlemleri rahatlıkla uygulanabilir. Soğutma ya da çözücünün buharlaştırılması sonucunda sert kısım, hidojen bağlarıyla tekrar yumuşak kısımla birleşir. Böylece poliüretan elastomeri orijinal özelliklerini geri kazanmış olur.
Konvensiyonel polieter ve polikarbonat TPU' ları; yüksek uzama ve sert, yüksek modülüslü elastomer oluşturmak için yüksek gerilme direnci gibi mükemmel fiziksel özelliklere sahiptir. Doğal kauçuk lateksi inch2 başına birkaç yüz pound' luk bir modülüse sahipken, 80A aromatik polieterüretan 2000 psi' den büyük bir modülüs değerine sahip olabilir. Diğer yandan, aromatik polieter TPU' lar mükemmel bir bükülme zamanına, 5000 psi (34 Mpa)' dan fazla bir gerilme direnci ve % 700' den fazla bir son uzama değerine sahip olabilir.Aromatik polieter TPU' lar sürekli bükülmenin olduğu; ventriküler destek malzemeleri, intraaortik balonlar ve yapay kalp elemanları gibi kronik implant malzemelerde kullanılır.
Biyomedikal TPU' larda kullanılan iki çok önemli diizosiyanat, aromatik difenilmetan diizosiyanat (MDI) ve onun hidrojenli hali (HMDI ya da H12MDI)' dir. Özellikle vücut sıcaklığında sıvı bir çevre olan kan ya da dokulardaki özellikleri karşılaştırıldığında MDI' dan oluşan sert kısımlı TPU' ların HMDI' dan oluşanlara göre daha üstün fiziksel özellikler ve kimyasal dayanıklılık gösterdiği gözlenmiştir. Değişik oranlardaki sert kısım içerikli TPU' ların sentezi sırasında farklı sertlik, modülüs, gerilme direnci ve uzama değerlerinde büyük bir polimer ailesi üretilebilir. Malzeme uygulamalarında da aynı aileye ait ama farklı özelliklere sahip TPU' ların kullanımı tasarım ve üretimde çok yönlülüğü, çok çeşitliliği getirmektedir.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
