Čo je termoplastický polyuretánový elastomér?
Polyuretánový elastomér je celý rad polyuretánových syntetických materiálov (iné odrody sa vzťahujú na polyuretánovú penu, polyuretánové adhézie, polyuretánové poťahovanie a polyuretánové vlákno) a termoplastické polyuretánové elastoméry sú jedným z troch typov polyuretánových elastomérov, osôb, ktoré sa obvykle označujú ako TPU (ostatné hlavné typy polyureánových polyuránových polyureánov Elastoméry, skrátené ako CPU a zmiešané polyuretánové elastoméry, skrátené ako MPU).
TPU je druh polyuretánového elastoméru, ktorý je možné plastifikovať zahrievaním a rozpustený rozpúšťadlom. V porovnaní s CPU a MPU má TPU vo svojej chemickej štruktúre malé alebo žiadne chemické zosieťovanie. Jeho molekulárny reťazec je v podstate lineárny, ale existuje určité množstvo fyzického zosieťovania. Toto je termoplastický polyuretánový elastomér, ktorý je v štruktúre veľmi charakteristický.
Štruktúra a klasifikácia TPU
Termoplastický polyuretánový elastomér je (AB) blokový lineárny polymér. A predstavuje polymérny polyol (ester alebo polyéther, molekulová hmotnosť 1000 ~ 6000) s vysokou molekulovou hmotnosťou nazývanou dlhý reťazec; B predstavuje diol obsahujúci 2-12 atómy uhlíka s priamym reťazcom, nazývaný krátky reťazec.
V štruktúre termoplastického polyuretánového elastoméru sa segment A nazýva mäkký segment, ktorý má vlastnosti flexibility a mäkkosti, čo má TPU rozšíriteľnosť; Uretánový reťazec generovaný reakciou medzi segmentom B a izokyanátom sa nazýva tvrdý segment, ktorý má tuhé aj tvrdé vlastnosti. Úpravou pomeru segmentov A a B sa vyrábajú produkty TPU s rôznymi fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami.
Podľa štruktúry mäkkého segmentu sa dá rozdeliť na typ polyesteru, typ polyéterov a typ butadiénu, ktorý obsahuje skupinu esterov, éter skupinu alebo skupinu buténu. Podľa štruktúry tvrdého segmentu sa dá rozdeliť na uretánový typ a typ uretánu, ktorý sa získa z extedátorov etylénglykolových reťazcov alebo predĺžení diamínových reťazcov. Bežná klasifikácia je rozdelená na typ polyesteru a typ polyéteru.
Aké sú suroviny pre syntézu TPU?
(1) Polymér Diol
Makromolekulárny diol s molekulovou hmotnosťou v rozsahu od 500 do 4000 a bifunkčných skupín s obsahom 50% až 80% v elastoméri TPU hrá rozhodujúcu úlohu vo fyzikálnych a chemických vlastnostiach TPU.
Polymérny diol vhodný pre elastomér TPU sa dá rozdeliť na polyester a polyéther: Polyester obsahuje polytetrametylénový glykol kyseliny adipovej (PBA) e PCL, PHC; Medzi polyetéry patrí polyoxypropyléterový glykol (PPG), tetrahydrofuránový polyéter glykol (PTMG) atď.
(2) diisocyanát
Molekulová hmotnosť je malá, ale funkcia je vynikajúca, ktorá nielenže hrá úlohu spojenia mäkkého segmentu a tvrdého segmentu, ale tiež poskytuje TPU s rôznymi dobrými fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami. Diizokyanáty použiteľné na TPU sú: metylén-diizokyanát (MDI), metylén BIS (-4-cyklohexyzokyanát) (HMDI), p-fenyldiisocyanát (ppdi), 1,5-naftaén diisocyanatát (NDI). (Pxdi), atď.
(3) Predlžovač reťazca
Reťazový predlžovač s molekulovou hmotnosťou 100 ~ 350, ktorá patrí do malého molekulárneho diolu, malá molekulová hmotnosť, štruktúra otvoreného reťazca a žiadna substituentná skupina vedie k získaniu vysokej tvrdosti a vysokej skalárnej hmotnosti TPU. Reťazové predĺženia vhodné pre TPU zahŕňajú 1,4-butániol (BDO), 1,4-Bis (2-hydroxyetoxy) benzén (HQEE), 1,4-cyklohexanedimetanol (CHDM), p-fenyldimetylglycol (PXG) atď.
Modifikácia Aplikácia TPU ako tvrdiaceho agenta
Za účelom zníženia nákladov na produkt a získanie dodatočného výkonu sa môžu polyuretánové termoplastické elastoméry použiť ako bežne používané prísady na tvrdenie na stvrdnutie rôznych termoplastických a modifikovaných gumových materiálov.
Vďaka svojej vysokej polarite môže byť polyuretán kompatibilný s polárnymi živicami alebo gumami, ako je chlórovaný polyetylén (CPE), ktorý sa môže použiť na výrobu lekárskych výrobkov; Miešanie s ABS môže vymeniť inžinierske termoplasty na použitie; Ak sa používa v kombinácii s polykarbonátom (PC), má vlastnosti, ako je odolnosť proti oleju, odpor paliva a odolnosť proti nárazu, a môže sa použiť na výrobu teliesok automobilov; V kombinácii s polyesterom sa môže zlepšiť jeho húževnatosť; Okrem toho môže byť dobre kompatibilný s PVC, polyoxymetylén alebo PVDC; Polyester Polyuretán môže byť dobre kompatibilný s 15% nitrilovým gumou alebo 40% nitrilovým gumou/PVC zmesou; Polyeter polyuretán môže byť tiež dobre kompatibilný so 40% nitrilovým gumovým/polyvinylchloridovým lepidlom; Môže byť tiež kompatibilný s akrylonitrilovými styrénymi (SAN) kopolymérmi; Môže tvoriť štruktúry interpenetratívnej siete (IPN) s reaktívnymi polysiloxanmi. Prevažná väčšina vyššie uvedených zmiešaných lepidiel už bola oficiálne vyrobená.
V posledných rokoch sa v Číne zvyšuje výskum spevnenia POM v Číne. Miešanie TPU a POM nielen zlepšuje vysoký teplotu a mechanické vlastnosti TPU, ale tiež výrazne tvrdí POM. Niektorí vedci ukázali, že v testoch zlomenín v ťahu v porovnaní s matricou POM sa zliatina POM s TPU prešla z krehkej zlomeniny na ťažnú zlomeninu. Pridanie TPU tiež poskytuje POM s výkonom tvarovej pamäte. Kryštalická oblasť POM slúži ako pevná fáza zliatiny tvarovej pamäte, zatiaľ čo amorfná oblasť amorfného TPU a POM slúži ako reverzibilná fáza. Ak je teplota odozvy na regeneráciu 165 ℃ a čas zotavenia je 120 sekúnd, miera zotavenia zliatiny dosiahne viac ako 95%a efekt obnovenia je najlepší.
TPU je ťažko kompatibilné s nepolárnymi polymérnymi materiálmi, ako je polyetylén, polypropylén, etylénový propylén propylén, butadién gumový, izoprén gumový alebo odpadový gumový prášok a nemôže sa použiť na výrobu kompozitov s dobrým výkonom. Preto sa na ňu často používajú metódy povrchového spracovania, ako je plazma, koróna, mokrá chémia, primer, plameň alebo reaktívny plyn. Napríklad spoločnosť American Air Products and Chemicals Company uskutočnila ošetrenie povrchu plynu F2/O2 na ultra-vysokej molekulovej hmotnosti Polyetylénový jemný prášok s molekulovou hmotnosťou 3 až 5 miliónov a pridal ho do polyuretánovej elastoméru v pomere 10%, čo môže významne zlepšiť svoj ohybový modul, pevnosť v ťahu a opotrebenie. A ošetrenie aktívneho plynu F2/O2 sa môže tiež aplikovať na smerovo pretiahnuté krátke vlákna s dĺžkou 6-35 mm, čo môže zlepšiť tuhosť a roztrhnutie kompozitného materiálu.
Aké sú oblasti aplikácií TPU?
V roku 1958 spoločnosť Goodrich Chemical Company (teraz premenovaná Lubrizol) zaregistrovala značku TPU Estane prvýkrát. Za posledných 40 rokov bolo na celom svete viac ako 20 značiek a každá značka má niekoľko sérií produktov. V súčasnosti sú hlavnými výrobcami surovín TPU na svete: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding atď.
Ako vynikajúca elastomér má TPU širokú škálu následných výrobkov, ktoré sa široko používajú v každodenných potrebách, športovom tovare, hračkách, dekoratívnych materiáloch a iných oblastiach. Nižšie je uvedené niekoľko príkladov.
① Materiály obuvi
TPU sa používa hlavne pre materiály na topánky kvôli svojej vynikajúcej elasticite a odolnosti proti opotrebeniu. Výrobky obuvi obsahujúce TPU sú oveľa pohodlnejšie na nosenie ako bežné výrobky obuvi, takže sa používajú viac vo produktoch špičkovej obuvi, najmä v niektorých športových topánkach a príležitostných topánkach.
② hadice
Vďaka svojej mäkkosti, dobrej pevnosti v ťahu, nárazovej sile a odporu voči vysokým a nízkym teplotám sa hadice TPU v Číne široko používajú ako hadice na plyn a olej pre mechanické vybavenie, ako sú lietadlá, nádrže, automobily, motocykle a obrábacie náradie.
③ kábel
TPU poskytuje odolnosť proti slzám, odolnosť proti opotrebeniu a charakteristiky ohybu, pričom kľúčom k výkonu kábla je vysoký a nízka teplota. Na čínskom trhu teda pokročilé káble, ako sú kontrolné káble a elektrické káble, používajú TPU na ochranu povlakových materiálov zložitých vzorov káblov a ich aplikácie sa čoraz rozšírili.
④ zdravotnícke pomôcky
TPU je bezpečný, stabilný a vysoko kvalitný náhradný materiál PVC, ktorý nebude obsahovať ftalát a iné chemické škodlivé látky a bude migrovať do krvi alebo iných tekutín v lekárskom katétri alebo vreckovom vrecku, aby spôsobil vedľajšie účinky. Okrem toho je možné ľahko využiť špeciálne vyvinuté extrúzne stupeň a injekčný stupeň TPU s malým ladením existujúcich zariadení PVC.
⑤ Vozidlá a iné dopravné prostriedky
Extrudovaním a potiahnutím obidvoch strán nylonovej tkaniny pomocou polyuretánovej termoplastickej elastoméru sa môžu vyrobiť nafukovacie rafty bojových útokov a prieskumné rafty prepravujúce 3 až 15 osôb, s oveľa lepším výkonom ako vulkanizované gumové nafukovacie rafty; Polyuretán termoplastický elastomér zosilnený skleneným vláknom sa môže použiť na výrobu komponentov tela, ako sú formované časti na oboch stranách samotného vozidla, dvere, nárazníky, protirečivé prúžky a grily.
Čas príspevku: január-10-2021