TPU คือ วัสดุประเภทใด? วัสดุ TPU ที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์ใกล้ตัวเราอย่างเช่นอะไรบ้าง?

ชื่อเรียก “วัสดุ TPU” อาจจะยังไม่ค่อยคุ้นหูทุกคนกันเท่าไร ทั้งที่ในความเป็นจริงแล้ว TPU นี้ ถูกนำมาใช้ในสินค้าผลิตภัณฑ์ที่อยู่ใกล้ตัวเราอย่างเคสของสมาร์ทโฟน หรือพื้นรองเท้า ที่ถือได้ว่าเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับคนในยุคปัจจุบันอย่างพวกเรา และในครั้งนี้ จะขอกล่าวถึงเรื่องราวเกี่ยวกับวัสดุ TPU ที่เรียกได้ว่า “แม้จะไม่เป็นที่รู้จักเท่าไรนัก แต่แท้ที่จริงแล้วเป็นวัสดุที่สุดยอดมากๆ”

วัสดุ TPU คืออะไร?

ก่อนอื่นขอถามทุกคนก่อนว่า เคยได้ยินชื่อ “วัสดุ TPU” นี้มาก่อนหรือไม่? วัสดุ TPU คือ พลาสติกประเภทเทอร์โมพลาสติกโพลี ยูรีเทนที่มีความยืดหยุ่นสูง สามารถหลอมละลายได้ หรืออาจมีชื่อเรียกที่เป็นที่รู้จักกันโดยทั่วไปว่า “ยางยูรีเทน (urethane rubber)” นอกจากนี้ วัสดุที่ถูกจัดในประเภทว่า พลาสติกนี้ โดยทั่วไปอาจนึกถึงตัวเครื่องเกมส์ หรือเครื่องซักผ้า ที่มีภาพลักษณ์ของ “ความแข็ง” แต่วัสดุ TPU นี้กลับมีความอ่อนนุ่มเหมือนกับยาง เนื่องจากเป็นวัสดุพอลิเมอร์ที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการถึงเคสของโทรศัพท์มือถือหรือพื้นรองเท้าที่เราใช้กันเป็นประจำ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต่างมีระดับของความอ่อนนุ่มที่พอเหมาะ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความแข็งคงตัวด้วยเช่นกัน วัสดุ TPU ที่เป็น “ผลิตภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมที่มีความยืดหยุ่นอย่างเช่นรับเบอร์หรือยาง” ยังมีอีกหลากหลายประเภทที่ล้วนแล้วต่างถูกเรียกรวมกันว่า “Elastomer” ซึ่งก็คือพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่น มีแรงยึดระหว่างโมเลกุลอ่อน อย่างกรณีของ TPU ในบางกรณีก็จะถูกเรียกว่า “TPU อีลาสตอเมอร์” หรือ เรียกว่า “polyurethane elastomer” เป็นต้น

อนึ่ง TPU คือ พอลียูรีเทนที่สามารถหลอมละลายได้ โดยที่คุณสมบัติของการหลอมละลายในที่นี้ กล่าวคือ เมื่อเพิ่มอุณหภูมิจนถึงระดับหนึ่ง จะทำให้วัสดุมีความอ่อนนุ่มขึ้น และเมื่ออุณหภูมิเย็นลงจะแข็งตัว

ลักษณะพิเศษของ TPU รวมถึง ข้อดีและข้อเสีย

ต่อไปเรามาลองดูลักษณะพิเศษของ TPU กัน วัสดุ TPU นี้ ภายหลังจากการอัดขึ้นรูปด้วยกรรมวิธีเทอร์โมฟอร์มิ่งแล้ว การเกาะตัวระหว่างโมเลกุลของวัสดุก็จะไม่เปลี่ยนแปลงเป็นแข็งเพิ่มขึ้น ทำให้สามาถนำไปหลอมด้วยความร้อนอีกครั้งเพื่อขึ้นรูปได้อีก นอกจากนี้ ตัววัสดุเองถือได้ว่ามีลักษณะเฉพาะที่ได้รับความสนใจอย่างยิ่ง คือ สามารถนำกลับมาใช้ได้อีก แถมยังมีลักษณะเฉพาะของพอลิยูริเทนที่สามารถทนแรงกระแทก แต่ในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่น ด้วยเหตุนี้จึงถูกนำไปใช้ประโยชน์ในหลากหลายประเภทสินค้าผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ วัสดุ TPU เมื่อมีการปรับเปลี่ยนวัตถุดิบ หรือกรรมวิธีในการผสมแล้วยังสามารถเพิ่มลักษณะพิเศษต่างๆ เข้าไปได้อีก อย่างความยืดหยุ่นเฉกเช่น ยางรับเบอร์ การทนแรงเสียดสี ความต้านทานการโก่งงอ สามารถทนความร้อนได้ดี ย้อมสีติดได้ง่าย และลักษณะเฉพาะที่พิเศษอีกมากมาย ต่อไปจะสรุป ข้อดี และข้อเสียของ  วัสดุ TPU

ข้อดี

• ทนแรงเสียดสีได้ดี
• มีความแข็งแรงแบบเครื่องมือ
• ระดับของความแข็งมีให้เลือกใช้งานหลากหลาย
• ทนทานกับแรงกระแทก
• ทนน้ำมัน และทนเคมีเวชภัณฑ์
• ทนอุณหภูมิต่ำได้ดี
• ทนต่อสภาพอากาศและโอโซน
• มีคุณสมบุติแบบยางรับเบอร์ และความยืดหยุ่นสูง
• คุณสมบัติที่ดีในการเก็บเสียง หรือกันความสั่นสะเทือน

ข้อเสีย

• ไม่ทนน้ำ และความเปียก
• สีเปลี่ยนเป็นสีเหลืองหากโดนรังสีอุลตร้าไวโอเล็ต (ลอกเหลือง)

ข้อแตกต่างระหว่าง PU กับ TPU คืออะไร? เป็นวัสดุประเภทเดียวกันหรือไม่?

นอกจาก TPU แล้วยังมีวัสดุที่มีชื่อเรียกคล้ายกัน “PU” ต่อไปจะขออธิบายเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่าง TPU กับ PU 

อย่างที่ได้กล่าวมาแล้วว่า TPU คือวัสดุประเภทเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน (หลอมละลายได้) ในขณะที่ PU คือคำย่อของวัสดุว่า   โพลียูรีเทน (polyurethane) วัสดุประเภทนี้สามารถจำแนกได้เป็น 2 ประเภท คือ ประเภทที่สามารถนำมาหลอมละลายขึ้นรูปได้ กับประเภทเทอร์โมเซตติง โดยทั่วไปแล้วประเภทแรกก็คือ TPU ส่วนประเภทหลังคือ PU ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดจาก TPU คือ วัสดุประเภท PU นี้ เมื่อนำไปหลอมด้วยความร้อน พออุณหภูมิลดลงแล้ว จะแข็งตัว และมีความพิเศษคือหลังจากที่ขึ้นรูปแข็งตัวแล้วเมื่อถูกความร้อนแล้วจะไม่ละลาย กล่าวคือ มีความสามารถในการทนความร้อนได้ดีมาก ดังนั้น วัสดุประเภท TPU เมื่อถูกหลอมด้วยความร้อนสามารถขึ้นรูปเป็นทรงต่างๆ ได้ง่ายดาย จึงมีความเหมาะสมและถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตที่เน้นปริมาณ แต่ไม่ทนความร้อน เมื่อถูกความร้อนจะหลอมละลายได้ง่าย

TPU สามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวาง

เนื่องจาก TPU มีลักษณะเฉพาะที่หลากหลาย และมีข้อดี ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้ในหลากหลายวงการ ตามที่ได้กล่าวถึงมาแล้วข้างต้นว่า  ทนแรงเสียดสีได้ดี ทนต่อสภาพอากาศ ทนน้ำมัน ดังนั้นจึงถูกนำมาเป็นชิ้นส่วนต่างๆ ในเครื่องมืออุตสาหกรรม นอกจากนี้ ความสามารถด้านความแข็งแกร่งทนทาน ทนการโก่งงอด้วย จึงถูกนำมาเป็นส่วนหนึ่งของสายไฟและเคเบิ้ล นอกจากนี้หากให้ยกตัวอย่างของใช้ใกล้ตัวก็คือ เคสของสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ต สายข้อมือของสมาร์ทวอช พื้นรองเท้าหรือสนีกเกอร์ เทปปิดแผล เป็นต้น

สรุปตารางประเภทตัวอย่างการใช้งานของ TPU

ตารางข้างต้น เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วน แต่คิดว่าคงเพียงพอที่จะทำให้ทุกคนเห็นภาพว่าวัสดุดังกล่าวอยู่ใกล้ตัวเรามากมาย

วัสดุ TPU ถูกใช้ในอุตสาหกรรมและหลากหลายสาขา แต่ก็มีจุดอ่อนเช่นกัน กล่าวคือ ไม่ทนน้ำและความเปียกชื้น รวมถึงสีเปลี่ยนเป็นเหลืองซีดได้ง่าย ในครั้งต่อไป เราจะได้กล่าวถึงข้อเสียที่มีอยู่บ้าง เมื่อเทียบกับความสามารถที่หลากหลายของวัสดุที่มี