TPU je polyuretán termoplastický elastomér, ktorý je kopolymér s viacfázovým blokom zložený z diisocyanátov, polyolov a reťazových predlžovačov. Ako vysoko výkonný elastomér má TPU širokú škálu smerov produktu po prúde a je široko používaný v každodenných potrebách, športovom vybavení, hračkách, dekoratívnych materiáloch a iných poliach, ako sú obuvné materiály, hadice, káble, zdravotnícke pomôcky atď.
V súčasnosti hlavnými výrobcami surovín TPU patrí BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua nové materiály, a tak ďalej. S rozširovaním a rozširovaním kapacity domácich podnikov je priemysel TPU v súčasnosti vysoko konkurencieschopný. V oblasti špičkových aplikácií sa však stále spolieha na dovoz, čo je tiež oblasť, v ktorej Čína potrebuje dosiahnuť prielom. Hovorme o budúcich vyhliadkach na trhu s výrobkami TPU.
1. Superkritický penový E-TPU
V roku 2012 spoločnosť Adidas a BASF spoločne vyvinula spoločnosť EnergyBoost značky bežeckých obuvi, ktorá používa ako medzipodoštný materiál penový TPU (obchodný názov Infinergy). V dôsledku použitia polyéterovej TPU s brehom tvrdosť 80-85 ako substrátu, v porovnaní s midsoly EVA, môžu penové midsoly TPU stále udržiavať dobrú elasticitu a mäkkosť v prostrediach pod 0 ℃, čo zlepšuje nosenie pohodlia a je všeobecne uznávaná na trhu.
2. Vlákno posilnené modifikovaný kompozitný materiál TPU
TPU má dobrý odpor vplyvu, ale v niektorých aplikáciách sú potrebné vysoký elastický modul a veľmi tvrdé materiály. Modifikácia zosilnenia sklenených vlákien je bežne používaná technika na zvýšenie elastického modulu materiálov. Prostredníctvom modifikácie sa môžu získať termoplastické kompozitné materiály s mnohými výhodami, ako je vysoký elastický modul, dobrá izolácia, silná tepelná odolnosť, dobrý elastický výkon regenerácie, dobrý odpor korózie, odpor nárazu, nízky koeficient expanzie a rozmerovú stabilitu.
BASF zaviedla technológiu na prípravu TPU so sklenenými vláknami vysokého modulu pomocou sklenených krátkych vlákien v patente. TPU s tvrdosťou pobrežia 83 sa syntetizovala zmiešaním polytetrafluóretylénglykol (PTMEG, MN = 1000), MDI a 1,4-butándiolu (BDO) s 1,3-propanediolom ako suroviny. Tento TPU sa zlúčil so skleneným vláknom v hmotnostnom pomere 52:48, aby sa získal kompozitný materiál s elastickým modulom 18,3 GPA a pevnosťou v ťahu 244 MPa.
Okrem sklenených vlákien existujú aj správy o produktoch využívajúcich kompozitnú TPU z uhlíkových vlákien, ako je napríklad kompozitná doska z uhlíka Covestro Maezio Carbon/TPU, ktorá má elastický modul až 100 GPa a nižšiu hustotu ako kovy.
3. Halogénové retardujúce horenie TPU
TPU má vysokú pevnosť, vysokú húževnatosť, vynikajúci odpor opotrebenia a ďalšie vlastnosti, vďaka čomu je veľmi vhodný materiál pre drôty a káble. Ale v aplikačných poliach, ako sú nabíjacie stanice, je potrebná vyššia spomaletnosť horenia. Všeobecne existujú dva spôsoby, ako zlepšiť výkon TPU spomalený horením. Jedným z nich je reaktívna modifikácia spomaľovacia hoľ na horenie, ktorá zahŕňa zavedenie materiálov spomaľujúcich horenia, ako sú polyoly alebo izokyanáty obsahujúce fosfor, dusík a ďalšie prvky do syntézy TPU prostredníctvom chemického väzby; Druhou je modifikácia spomaľovacia látka na aditívnu hoňovú modifikáciu, ktorá zahŕňa použitie TPU ako substrátu a pridávanie spomaľovačov horenia na miešanie taveniny.
Reaktívna modifikácia môže zmeniť štruktúru TPU, ale keď je veľké množstvo spomaľovača aditívneho horenia, sila TPU klesá, zhoršuje sa výkon spracovania a pridanie malého množstva nemôže dosiahnuť požadovanú úroveň spomaľovača horenia. V súčasnosti neexistuje komerčne dostupný produkt spomaľujúcim vysokom horúčavy, ktorý by skutočne splnil aplikáciu nabíjacích staníc.
Bývalý Bayer MaterialScience (teraz Kostron) raz predstavil organický fosfor obsahujúci polyol (IHPO) na základe oxidu fosfínu v patente. Polyether TPU syntetizovaný z IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI a BDO vykazuje vynikajúcu spomaletnosť horenia a mechanické vlastnosti. Proces extrúzie je hladký a povrch produktu je hladký.
Pridanie spomaľovačov horenia bez halogénu je v súčasnosti najbežnejšie používanou technickou cestou na prípravu TPU retardujúceho horenia bez halogénu. Všeobecne platí, že fosfor, dusík na báze dusíka, kremíkovo, spomaľovače horenia na báze bóru sú zložené alebo kovové hydroxidy sa používajú ako spomaľovače holene. V dôsledku inherentnej horľavosti TPU sa často počas spaľovania vyžaduje množstvo plniaceho plnenia horenia viac ako 30%. Ak je však množstvo pridaného spomaľovania horenia veľké, spomaľovač horenia je nerovnomerne rozptýlený v substráte TPU a mechanické vlastnosti TPU spomaľujúceho horenia nie sú ideálne, čo tiež obmedzuje jeho uplatňovanie a propagáciu v oblastiach, ako sú hady, filmy a káble.
Patent BASF zavádza technológiu TPU returdnú plameňom, ktorá spája melamín polyfosfát a fosfor obsahujúci derivát kyseliny fosfínovej ako spomaľovače horenia s TPU s priemernou molekulovou hmotnosťou hmotnosti vyššou ako 150 kDa. Zistilo sa, že výkon spomaľovača horenia sa výrazne zlepšil pri dosahovaní vysokej pevnosti v ťahu.
Aby sa ďalej zvýšila pevnosť materiálu v ťahu, patent BASF zavádza metódu prípravy Masterbatch zosieťovania obsahujúci izokyanáty. Pridanie 2% tohto typu Masterbatch do kompozície, ktorá spĺňa požiadavky na spomalenie horenia UL94V-0
Na zlepšenie odolnosti proti tepelnému starnutiu TPU splatné plameňom, patentLinghua New Materials CompanyZavádza tiež spôsob použitia povrchovo potiahnutých kovových hydroxidov ako spomaľovačov horenia. Aby sa zlepšil hydrolýzu odolnosť voči plameniu, TPU,Linghua New Materials Companyzaviedol kovový uhličitan na základe pridania retardátora horenia melamínu do inej patentovej aplikácie.
4. TPU pre film na ochranu automobilových farieb
Film na ochranu pred farbou automobilov je ochranný film, ktorý izoluje povrch farby zo vzduchu po inštalácii, zabraňuje kyslému dažďu, oxidácii, škrabancom a poskytuje dlhodobú ochranu pre povrch farby. Jeho hlavnou funkciou je chrániť povrch lakovania automobilu po inštalácii. Film na ochranu farieb sa vo všeobecnosti pozostáva z troch vrstiev, s samoliečujúcim povlakom na povrchu, polymérnym filmom v strede a lepidlom citlivým na akrylový tlak na spodnej vrstve. TPU je jedným z hlavných materiálov na prípravu stredných polymérnych filmov.
Požiadavky na výkon TPU používané vo filme na ochranu farieb sú nasledujúce: Odolnosť proti škrabaniu, vysoká priehľadnosť (svetlo priepustnosť> 95%), flexibilita s nízkou teplotou, vysoký teplo, odpor v ťahu> 50 MPA, predĺženie> 400%a pobrežie tvrdosť 87-93; Najdôležitejším výkonom je odolnosť proti počasiu, ktorá zahŕňa odolnosť voči starnutiu UV, tepelnú oxidačnú degradáciu a hydrolýzu.
V súčasnosti vyspelé produkty sú alifatické TPU pripravené z diicyklohexyl diizokyanátu (H12MDI) a polykaprolaktón diol ako suroviny. Bežná aromatická TPU viditeľne so žltou po jednom dni UV žiarenia, zatiaľ čo alifatický TPU používaný pre film CAR Wrap si môže udržiavať svoj koeficient žltnutia bez významných zmien za rovnakých podmienok.
Poly (ε - kaprolaktón) TPU má vyváženejší výkon v porovnaní s polyéterom a polyesterovým TPU. Na jednej strane môže vykazovať vynikajúcu odolnosť proti slzám obyčajného polyesteru TPU, zatiaľ čo na druhej strane tiež demonštruje vynikajúcu nízku kompresnú trvalú deformáciu a vysoký odrazový výkon polyéterovej TPU, čím sa na trhu široko používa.
Kvôli rôznym požiadavkám na nákladovú efektívnosť produktu po segmentácii trhu, so zlepšením technológie povrchového povlaku a schopnosti úpravy adhézneho vzorca, existuje tiež šanca, že sa v budúcnosti bude aplikovať na filmy na ochranu proti farbám polyéterové alebo obyčajné polyester H12MDI alifatické TPU.
5. BioBased TPU
Bežnou metódou na prípravu Bio -založeného na TPU je zaviesť bio -založené monoméry alebo medziprodukty počas polymerizačného procesu, ako sú izokyanáty založené na bio (ako sú MDI, PDI), polyoly na báze bio -založených na biobleitách, medzi nimi sú izokyanáty v bioBaste relatívne zriedkavé, zatiaľ čo polyoly na báze biobasovaných sú častejšie.
Pokiaľ ide o biologické izokyanáty, už v roku 2000, BASF, Covestro a ďalší investovali veľké úsilie do výskumu PDI a prvá šarža produktov PDI bola umiestnená na trh v rokoch 2015-2016. Wanhua Chemical vyvinula 100% produkty TPU na báze Bio s využitím PDI na báze Bio vyrobených z kukuričného Stovera.
Pokiaľ ide o polyoly na báze bio, zahŕňa biotetrafluóretylén (PTMEG), 1,4-butanediol (BDO), 1,3-propanediol (PDO) na báze BIO, polyester polyoly na báze BIO, polyoterové polyoly založené na bio atď.
V súčasnosti viacerí výrobcovia TPU uviedli na trh spoločnosť TPU založenú na Bio, ktorej výkon je porovnateľný s tradičným petrochemickým TPU. Hlavný rozdiel medzi týmito Bio -založený na TPU spočíva v úrovni obsahu na báze bio, zvyčajne v rozmedzí od 30% do 40%, pričom niektoré dokonca dosahujú vyššie úrovne. V porovnaní s tradičnou petrochemickou TPU má Bio -založený TPU výhody, ako je zníženie emisií uhlíka, trvalo udržateľná regenerácia surovín, zelená výroba a ochrana zdrojov. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical aLinghua nové materiályspustili svoje značky TPU založené na životopisoch a redukcia a udržateľnosť uhlíka sú v budúcnosti tiež kľúčovými smermi rozvoja TPU.
Čas príspevku: august-09-2024