V roku 1958 spoločnosť Goodrich Chemical Company (teraz premenovaná na Lubrizol) prvýkrát zaregistrovala značku TPU Estane. Za posledných 40 rokov sa na celom svete objavilo viac ako 20 značiek a každá značka má niekoľko produktových radov. V súčasnosti medzi výrobcov surovín TPU patria najmä spoločnosti BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical atď.
1. Kategória TPU
Podľa štruktúry mäkkých segmentov sa dá rozdeliť na polyesterový typ, polyéterový typ a butadiénový typ, ktoré obsahujú esterovú skupinu, éterovú skupinu alebo buténovú skupinu.
Podľa štruktúry tvrdých segmentov sa dá rozdeliť na uretánový typ a uretán-močovinový typ, ktoré sa získavajú z etylénglykolových alebo diamínových predlžovačov reťazca. Bežná klasifikácia sa delí na polyesterový typ a polyéterový typ.
Podľa prítomnosti alebo neprítomnosti zosieťovania sa dá rozdeliť na čistý termoplast a polotermoplast.
Prvá má čisto lineárnu štruktúru a žiadne zosieťované väzby; druhá obsahuje malé množstvo zosieťovaných väzieb, ako je napríklad ester kyseliny alofánovej.
Podľa použitia hotových výrobkov ich možno rozdeliť na profilované diely (rôzne strojné prvky), rúry (plášte, tyčové profily), fólie (plechy, tenké dosky), lepidlá, nátery, vlákna atď.
2. Syntéza TPU
TPU patrí z hľadiska molekulárnej štruktúry k polyuretánu. Ako teda agregoval?
Podľa rôznych syntetických procesov sa delí hlavne na objemovú polymerizáciu a roztokovú polymerizáciu.
Pri polymerizácii v objeme sa dá rozdeliť aj na metódu predpolymerizácie a jednokrokovú metódu na základe prítomnosti alebo neprítomnosti predreakcie:
Metóda predpolymerizácie zahŕňa reakciu diizokyanátu s makromolekulárnymi diolmi počas určitého časového obdobia pred pridaním predĺženia reťazca za vzniku TPU;
Jednokroková metóda zahŕňa súčasné miešanie a reakciu makromolekulárnych diolov, diizokyanátov a predlžovačov reťazca za vzniku TPU.
Roztoková polymerizácia zahŕňa najprv rozpustenie diizokyanátu v rozpúšťadle, potom pridanie makromolekulárnych diolov, ktoré reagujú počas určitého časového obdobia, a nakoniec pridanie predlžovačov reťazca za vzniku TPU.
Typ mäkkého segmentu TPU, molekulová hmotnosť, obsah tvrdého alebo mäkkého segmentu a agregačný stav TPU môžu ovplyvniť hustotu TPU, s hustotou približne 1,10-1,25 a v porovnaní s inými kaučukmi a plastmi nie je žiadny významný rozdiel.
Pri rovnakej tvrdosti je hustota polyéterového TPU nižšia ako hustota polyesterového TPU.
3. Spracovanie TPU
Častice TPU vyžadujú rôzne procesy na vytvorenie konečného produktu, najmä s použitím metód tavenia a rozpúšťania na spracovanie TPU.
Tavenie je bežne používaný proces v plastikárskom priemysle, ako je miešanie, valcovanie, extrúzia, vyfukovanie a lisovanie;
Spracovanie roztoku je proces prípravy roztoku rozpustením častíc v rozpúšťadle alebo ich priamou polymerizáciou v rozpúšťadle a následným poťahovaním, zvlákňovaním atď.
Konečný produkt vyrobený z TPU vo všeobecnosti nevyžaduje vulkanizačnú zosieťovaciu reakciu, čo môže skrátiť výrobný cyklus a recyklovať odpadové materiály.
4. Výkon TPU
TPU má vysoký modul pružnosti, vysokú pevnosť, vysokú ťažnosť a elasticitu, vynikajúcu odolnosť voči opotrebovaniu, odolnosť voči olejom, odolnosť voči nízkym teplotám a odolnosť voči starnutiu.
Vysoká pevnosť v ťahu, vysoké predĺženie a nízka miera dlhodobej trvalej deformácie v kompresii sú všetko významné výhody TPU.
XiaoU sa bude venovať najmä mechanickým vlastnostiam TPU z hľadiska pevnosti v ťahu a predĺženia, pružnosti, tvrdosti atď.
Vysoká pevnosť v ťahu a vysoká predĺženie
TPU má vynikajúcu pevnosť v ťahu a predĺženie. Z údajov na obrázku nižšie vidíme, že pevnosť v ťahu a predĺženie polyéterového TPU sú oveľa lepšie ako u polyvinylchloridového plastu a gumy.
Okrem toho TPU dokáže splniť požiadavky potravinárskeho priemyslu s malým alebo žiadnym pridaním prísad počas spracovania, čo je pre iné materiály, ako je PVC a guma, ťažké dosiahnuť.
Odolnosť je veľmi citlivá na teplotu
Odolnosť TPU sa vzťahuje na mieru, do akej sa rýchlo obnoví do pôvodného stavu po uvoľnení deformačného napätia, vyjadrená ako energia zotavenia, čo je pomer retrakčnej práce pri deformácii k práci potrebnej na vyvolanie deformácie. Je funkciou dynamického modulu a vnútorného trenia elastického telesa a je veľmi citlivá na teplotu.
Odraz sa znižuje s poklesom teploty až do určitej teploty a elasticita sa opäť rýchlo zvyšuje. Táto teplota je kryštalizačná teplota mäkkého segmentu, ktorá je určená štruktúrou makromolekulárneho diolu. TPU polyéterového typu je nižšia ako TPU polyesterového typu. Pri teplotách pod kryštalizačnou teplotou sa elastomér stáva veľmi tvrdým a stráca svoju elasticitu. Preto je pružnosť podobná odrazu od povrchu tvrdého kovu.
Rozsah tvrdosti je Shore A60-D80
Tvrdosť je ukazovateľom schopnosti materiálu odolávať deformácii, ryhám a poškriabaniu.
Tvrdosť TPU sa zvyčajne meria pomocou tvrdomerov Shore A a Shore D, pričom Shore A sa používa pre mäkšie TPU a Shore D pre tvrdšie TPU.
Tvrdosť TPU je možné upraviť nastavením pomeru mäkkých a tvrdých segmentov reťazca. Preto má TPU relatívne široký rozsah tvrdosti, od Shore A60 do D80, ktorý zahŕňa tvrdosť gumy a plastu, a má vysokú elasticitu v celom rozsahu tvrdosti.
So zmenou tvrdosti sa môžu meniť aj niektoré vlastnosti TPU. Napríklad zvýšenie tvrdosti TPU bude mať za následok zmeny vo výkone, ako je zvýšený modul pružnosti v ťahu a pevnosť v roztrhnutí, zvýšená tuhosť a tlakové napätie (nosnosť), znížené predĺženie, zvýšená hustota a dynamické vytváranie tepla a zvýšená odolnosť voči prostrediu.
5. Aplikácia TPU
Ako vynikajúci elastomér má TPU širokú škálu smerov pre následné produkty a je široko používaný v každodenných potrebách, športovom tovare, hračkách, dekoratívnych materiáloch a ďalších oblastiach.
Materiály na obuv
TPU sa používa hlavne na výrobu obuvi vďaka svojej vynikajúcej elasticite a odolnosti proti opotrebovaniu. Obuv obsahujúca TPU je oveľa pohodlnejšia na nosenie ako bežná obuv, preto sa častejšie používa v luxusnej obuvi, najmä v niektorých športových a ležérnych topánkach.
hadica
Vďaka svojej mäkkosti, dobrej pevnosti v ťahu, rázovej húževnatosti a odolnosti voči vysokým a nízkym teplotám sa hadice TPU v Číne široko používajú ako plynové a olejové hadice pre mechanické zariadenia, ako sú lietadlá, tanky, automobily, motocykle a obrábacie stroje.
kábel
TPU poskytuje odolnosť proti roztrhnutiu, odolnosť proti opotrebovaniu a ohybu, pričom kľúčom k výkonu kábla je odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám. Na čínskom trhu sa preto v moderných kábloch, ako sú ovládacie káble a silové káble, používa TPU na ochranu povrchových materiálov zložitých káblových konštrukcií a ich aplikácie sa čoraz viac rozširujú.
Zdravotnícke pomôcky
TPU je bezpečný, stabilný a vysoko kvalitný náhradný materiál PVC, ktorý neobsahuje ftaláty ani iné chemické škodlivé látky a migruje do krvi alebo iných tekutín v lekárskom katétri alebo lekárskom vrecku, čo spôsobuje vedľajšie účinky. Je to tiež špeciálne vyvinutý TPU určený na extrúziu a vstrekovanie.
film
TPU fólia je tenká vrstva vyrobená z granulovaného materiálu TPU špeciálnymi procesmi, ako je valcovanie, odlievanie, fúkanie a poťahovanie. Vďaka svojej vysokej pevnosti, odolnosti voči opotrebovaniu, dobrej elasticite a odolnosti voči poveternostným vplyvom sa TPU fólie široko používajú v rôznych odvetviach, ako sú materiály na obuv, odevné doplnky, automobilový priemysel, chemický priemysel, elektronika, medicína a ďalšie.
Čas uverejnenia: 5. februára 2020