År 1958 registrerade Goodrich Chemical Company (numera omdöpt till Lubrizol) TPU-varumärket Estane för första gången. Under de senaste 40 åren har det funnits mer än 20 varumärken runt om i världen, och varje märke har flera produktserier. För närvarande inkluderar tillverkarna av TPU-råvaror främst BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. Kategori av TPU
Enligt den mjuka segmentstrukturen kan den delas in i polyestertyp, polyetertyp och butadientyp, som innehåller respektive estergrupp, etergrupp eller butengrupp.
Enligt den hårda segmentstrukturen kan den delas in i uretantyp och uretanureatyp, vilka erhålls från etylenglykolkedjeförlängare respektive diaminkedjeförlängare. Den vanliga klassificeringen är indelad i polyestertyp och polyetertyp.
Beroende på om tvärbindning förekommer eller inte kan den delas in i ren termoplast och halvtermoplast.
Den förra har en ren linjär struktur och inga tvärbindningar; den senare innehåller en liten mängd tvärbundna bindningar såsom allofansyraester.
Beroende på användningen av färdiga produkter kan de delas in i profilerade delar (olika maskinelement), rör (mantlar, stångprofiler), filmer (ark, tunna plattor), lim, beläggningar, fibrer etc.
2. Syntes av TPU
TPU tillhör polyuretan vad gäller molekylstruktur. Så, hur aggregerades det?
Enligt olika syntesprocesser är den huvudsakligen uppdelad i bulkpolymerisation och lösningspolymerisation.
Vid bulkpolymerisation kan den också delas in i förpolymerisationsmetod och enstegsmetod baserat på närvaron eller frånvaron av förreaktion:
Prepolymerisationsmetoden innebär att diisocyanat reagerar med makromolekylära dioler under en viss tidsperiod innan kedjeförlängning tillsätts för att producera TPU;
Enstegsmetoden innebär att makromolekylära dioler, diisocyanater och kedjeförlängare blandas och reagerar samtidigt för att bilda TPU.
Lösningspolymerisation innebär att man först löser upp diisocyanat i ett lösningsmedel, sedan tillsätter makromolekylära dioler för att reagera under en viss tidsperiod och slutligen tillsätter kedjeförlängare för att generera TPU.
Typen av TPU-mjukt segment, molekylvikt, innehåll av hårda eller mjuka segment och TPU-aggregeringstillstånd kan påverka TPU:s densitet, med en densitet på cirka 1,10-1,25, och det finns ingen signifikant skillnad jämfört med andra gummin och plaster.
Vid samma hårdhet är densiteten för polyetertyp TPU lägre än för polyestertyp TPU.
3. Bearbetning av TPU
TPU-partiklar kräver olika processer för att bilda slutprodukten, huvudsakligen med hjälp av smält- och lösningsmetoder för TPU-bearbetning.
Smältprocessning är en vanligt förekommande process inom plastindustrin, såsom blandning, valsning, extrudering, formblåsning och gjutning;
Lösningsbearbetning är processen att framställa en lösning genom att lösa upp partiklar i ett lösningsmedel eller direkt polymerisera dem i ett lösningsmedel, och sedan belägga, spinna och så vidare.
Slutprodukten tillverkad av TPU kräver i allmänhet inte vulkaniserings-tvärbindningsreaktion, vilket kan förkorta produktionscykeln och återvinna avfallsmaterial.
4、TPU:s prestanda
TPU har hög modul, hög hållfasthet, hög töjning och elasticitet, utmärkt slitstyrka, oljebeständighet, lågtemperaturbeständighet och åldringsbeständighet.
Hög draghållfasthet, hög töjning och låg permanent kompressionsdeformation under lång tid är alla betydande fördelar med TPU.
XiaoU kommer huvudsakligen att utveckla de mekaniska egenskaperna hos TPU utifrån aspekter som draghållfasthet och töjning, elasticitet, hårdhet etc.
Hög draghållfasthet och hög töjning
TPU har utmärkt draghållfasthet och töjning. Från data i figuren nedan kan vi se att draghållfastheten och töjningen för polyetertyp TPU är mycket bättre än för polyvinylkloridplast och gummi.
Dessutom kan TPU uppfylla livsmedelsindustrins krav med få eller inga tillsatser under bearbetningen, vilket också är svårt för andra material som PVC och gummi att uppnå.
Motståndskraften är mycket känslig för temperatur
TPU:s motståndskraft avser i vilken grad det snabbt återgår till sitt ursprungliga tillstånd efter att deformationsspänningen har avlastats, uttryckt som återhämtningsenergi, vilket är förhållandet mellan deformationsåterdragningsarbete och det arbete som krävs för att producera deformation. Det är en funktion av den dynamiska modulen och den inre friktionen hos en elastisk kropp och är mycket temperaturkänslig.
Återhämtningen minskar med temperatursänkningen tills en viss temperatur uppnås, och elasticiteten ökar snabbt igen. Denna temperatur är kristallisationstemperaturen för det mjuka segmentet, vilket bestäms av strukturen hos den makromolekylära diolen. Polyetertyp TPU är lägre än polyestertyp TPU. Vid temperaturer under kristallisationstemperaturen blir elastomeren mycket hård och förlorar sin elasticitet. Därför liknar elasticiteten en återhämtning från ytan av en hård metall.
Hårdhetsintervallet är Shore A60-D80
Hårdhet är en indikator på ett materials förmåga att motstå deformation, repor och repor.
Hårdheten hos TPU mäts vanligtvis med hjälp av Shore A- och Shore D-hårdhetsprovare, där Shore A används för mjukare TPU och Shore D för hårdare TPU.
Hårdheten hos TPU kan justeras genom att justera andelen mjuka och hårda kedjesegment. Därför har TPU ett relativt brett hårdhetsområde, från Shore A60-D80, som spänner över hårdheten hos gummi och plast, och har hög elasticitet över hela hårdhetsområdet.
Allt eftersom hårdheten förändras kan vissa egenskaper hos TPU förändras. Till exempel kommer en ökning av TPU:s hårdhet att resultera i prestandaförändringar såsom ökad dragmodul och rivhållfasthet, ökad styvhet och tryckspänning (lastkapacitet), minskad töjning, ökad densitet och dynamisk värmeutveckling samt ökad miljöbeständighet.
5. Applicering av TPU
Som en utmärkt elastomer har TPU ett brett utbud av nedströms produktriktningar och används ofta inom dagliga nödvändigheter, sportartiklar, leksaker, dekorativa material och andra områden.
Skomaterial
TPU används huvudsakligen till skomaterial på grund av dess utmärkta elasticitet och slitstyrka. Skor som innehåller TPU är mycket bekvämare att bära än vanliga skor, så de används oftare i exklusiva skor, särskilt vissa sportskor och fritidsskor.
slang
På grund av sin mjukhet, goda draghållfasthet, slagtålighet och motståndskraft mot höga och låga temperaturer används TPU-slangar i stor utsträckning i Kina som gas- och oljeslangar för mekanisk utrustning som flygplan, stridsvagnar, bilar, motorcyklar och verktygsmaskiner.
kabel
TPU ger rivmotstånd, slitstyrka och böjningsegenskaper, där hög- och lågtemperaturbeständighet är nyckeln till kabelns prestanda. Så på den kinesiska marknaden använder avancerade kablar som styrkablar och kraftkablar TPU för att skydda beläggningsmaterialen i komplexa kabelkonstruktioner, och deras tillämpningar blir alltmer utbredda.
Medicintekniska produkter
TPU är ett säkert, stabilt och högkvalitativt PVC-ersättningsmaterial som inte innehåller ftalater eller andra kemiskt skadliga ämnen, och som migrerar till blodet eller andra vätskor i den medicinska katetern eller medicinska påsen och orsakar biverkningar. Det är också en specialutvecklad TPU av extruderings- och injektionskvalitet.
filma
TPU-film är en tunn film tillverkad av granulärt TPU-material genom speciella processer som valsning, gjutning, blåsning och beläggning. Tack vare sin höga hållfasthet, slitstyrka, goda elasticitet och väderbeständighet används TPU-filmer ofta inom industrier, skomaterial, klädtillverkning, fordonsindustrin, kemi, elektronik, medicin och andra områden.
Publiceringstid: 5 februari 2020