1958-ban a Goodrich Chemical Company (ma Lubrizolra átnevezve) regisztrálta először az Estane TPU márkát. Az elmúlt 40 évben több mint 20 márkanév létezett világszerte, és mindegyik márkának több termékcsaládja is van. Jelenleg a TPU alapanyaggyártók főként a BASF, a Covestro, a Lubrizol, a Huntsman Corporation, a Wanhua Chemical Group, a Shanghai Heng'an, a Ruihua, a Xuchuan Chemical stb. közé tartozik.
1. TPU kategória
A lágy szegmens szerkezete szerint poliészter, poliéter és butadién típusra osztható, amelyek rendre észtercsoportot, étercsoportot vagy buténcsoportot tartalmaznak.
A kemény szegmens szerkezete szerint uretán és uretán-karbamid típusra osztható, amelyeket rendre etilénglikol lánchosszabbítókból, illetve diamin lánchosszabbítókból nyernek. Az általános osztályozás poliészter és poliéter típusra oszlik.
A térhálósodás megléte vagy hiánya szerint tiszta hőre lágyuló és félig hőre lágyuló műanyagokra osztható.
Az előbbi tisztán lineáris szerkezetű és nincsenek térhálós kötések; az utóbbi kis mennyiségű térhálós kötést tartalmaz, például allofánsav-észtert.
A késztermékek felhasználása szerint feloszthatók profilozott alkatrészekre (különböző gépelemek), csövekre (hüvelyek, rúdprofilok), fóliákra (lemezek, vékony lemezek), ragasztókra, bevonatokra, szálakra stb.
2. TPU szintézise
A TPU molekuláris szerkezetét tekintve a poliuretánokhoz tartozik. Hogyan aggregálódott?
A különböző szintézisfolyamatok szerint főként tömbpolimerizációra és oldatpolimerizációra oszlik.
A tömeges polimerizáció során az előpolimerizációs módszerre és az egylépéses módszerre is felosztható az előreakció jelenléte vagy hiánya alapján:
Az előpolimerizációs módszer magában foglalja a diizocianát és a makromolekuláris diolok egy bizonyos ideig tartó reagáltatását, mielőtt lánchosszabbítást adnának hozzá TPU előállításához;
Az egylépéses módszer magában foglalja a makromolekuláris diolok, diizocianátok és lánchosszabbítók egyidejű összekeverését és reagáltatását TPU előállításához.
Az oldatpolimerizáció során először a diizocianátot oldjuk fel egy oldószerben, majd makromolekuláris diolokat adunk hozzá, hogy egy bizonyos ideig reagáljanak, végül lánchosszabbítókat adunk hozzá TPU előállításához.
A TPU lágy szegmensének típusa, molekulatömege, kemény vagy lágy szegmenstartalma, valamint a TPU aggregációs állapota befolyásolhatja a TPU sűrűségét, amelynek sűrűsége körülbelül 1,10-1,25, és nincs szignifikáns különbség más gumikhoz és műanyagokhoz képest.
Ugyanazon keménység mellett a poliéter típusú TPU sűrűsége alacsonyabb, mint a poliészter típusú TPU-é.
3. TPU feldolgozása
A TPU-részecskék előállításához különféle eljárásokra van szükség, főként olvasztási és oldási módszereket alkalmaznak a TPU feldolgozásához.
Az olvadási feldolgozás a műanyagiparban gyakran alkalmazott eljárás, mint például a keverés, hengerlés, extrudálás, fúvás és öntés;
Az oldatfeldolgozás az oldat előállításának folyamata, amelynek során a részecskéket oldószerben oldjuk, vagy közvetlenül polimerizáljuk oldószerben, majd bevonjuk, forgatjuk stb.
A TPU-ból készült végtermék általában nem igényel vulkanizációs térhálósítási reakciót, ami lerövidítheti a gyártási ciklust és újrahasznosíthatja a hulladékanyagokat.
4. A TPU teljesítménye
A TPU nagy modulussal, nagy szilárdsággal, nagy nyúlással és rugalmassággal, kiváló kopásállósággal, olajállósággal, alacsony hőmérséklettel és öregedésállósággal rendelkezik.
A TPU jelentős előnyei közé tartozik a nagy szakítószilárdság, a nagy nyúlás és az alacsony hosszú távú nyomó- és maradó alakváltozási sebesség.
XiaoU főként a TPU mechanikai tulajdonságait fogja részletezni olyan szempontok alapján, mint a szakítószilárdság és nyúlás, rugalmasság, keménység stb.
Nagy szakítószilárdság és nagy nyúlás
A TPU kiváló szakítószilárdsággal és nyúlással rendelkezik. Az alábbi ábrán látható adatokból látható, hogy a poliéter típusú TPU szakítószilárdsága és nyúlása sokkal jobb, mint a polivinil-klorid műanyagé és gumié.
Ezenkívül a TPU a feldolgozás során kevés vagy semmilyen adalékanyag hozzáadásával képes megfelelni az élelmiszeripar követelményeinek, amit más anyagok, például a PVC és a gumi esetében is nehéz elérni.
A rugalmasság nagyon érzékeny a hőmérsékletre
A TPU rugalmassága azt a mértéket jelenti, amellyel a deformációs feszültség megszűnése után gyorsan visszanyeri eredeti állapotát. A rugalmasságot a visszaalakulási energia fejezi ki, amely a deformációs-visszahúzási munka és a deformáció létrehozásához szükséges munka aránya. Ez a rugalmas test dinamikus modulusának és belső súrlódásának függvénye, és nagyon érzékeny a hőmérsékletre.
A visszapattanás a hőmérséklet csökkenésével egy bizonyos hőmérsékletig csökken, majd a rugalmasság ismét gyorsan növekszik. Ez a hőmérséklet a lágy szegmens kristályosodási hőmérséklete, amelyet a makromolekuláris diol szerkezete határoz meg. A poliéter típusú TPU alacsonyabb, mint a poliészter típusú TPU. A kristályosodási hőmérséklet alatti hőmérsékleten az elasztomer nagyon keménnyé válik és elveszíti rugalmasságát. Ezért a rugalmasság hasonló a keményfém felületéről való visszapattanáshoz.
A keménységi tartomány Shore A60-D80
A keménység az anyag deformációval, karcolással és repedéssel szembeni ellenállásának mutatója.
A TPU keménységét általában Shore A és Shore D keménységmérőkkel mérik, ahol a Shore A a lágyabb TPU-khoz, a Shore D pedig a keményebb TPU-khoz használatos.
A TPU keménysége a puha és kemény láncszegmensek arányának változtatásával állítható. Ezért a TPU viszonylag széles keménységi tartománnyal rendelkezik, Shore A60-D80-ig terjed, átfogva a gumi és a műanyag keménységét, és a teljes keménységi tartományban nagy rugalmassággal rendelkezik.
A keménység változásával a TPU egyes tulajdonságai is megváltozhatnak. Például a TPU keménységének növelése olyan teljesítményváltozásokat eredményez, mint a megnövekedett szakítószilárdság és szakítószilárdság, a megnövekedett merevség és nyomófeszültség (teherbírás), a csökkent nyúlás, a megnövekedett sűrűség és a dinamikus hőtermelés, valamint a megnövekedett környezeti ellenállás.
5. TPU alkalmazása
Kiváló elasztomerként a TPU széleskörű termékfejlesztési irányokkal rendelkezik, és széles körben használják napi szükségleti cikkekben, sportfelszerelésekben, játékokban, dekorációs anyagokban és más területeken.
Cipőanyagok
A TPU-t főként cipőanyagokhoz használják kiváló rugalmassága és kopásállósága miatt. A TPU-t tartalmazó lábbelik sokkal kényelmesebbek, mint a hagyományos lábbelik, ezért szélesebb körben használják őket a luxuscipőkben, különösen egyes sportcipőkben és hétköznapi cipőkben.
tömlő
Lágysága, jó szakítószilárdsága, ütésállósága, valamint magas és alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállása miatt a TPU tömlőket széles körben használják Kínában gáz- és olajtömlőként olyan mechanikus berendezésekhez, mint a repülőgépek, tartályok, autók, motorkerékpárok és szerszámgépek.
kábel
A TPU szakítószilárdságot, kopásállóságot és hajlítási tulajdonságokat biztosít, a magas és alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás pedig kulcsfontosságú a kábel teljesítményéhez. Így a kínai piacon a fejlett kábelek, például a vezérlőkábelek és az erősáramú kábelek TPU-kat használnak a komplex kábelkialakítások bevonóanyagainak védelmére, és alkalmazásaik egyre szélesebb körben elterjedtek.
Orvostechnikai eszközök
A TPU egy biztonságos, stabil és kiváló minőségű PVC-helyettesítő anyag, amely nem tartalmaz ftalátot és más káros kémiai anyagokat, és az orvosi katéterben vagy zacskóban lévő vérbe vagy más folyadékokba kerülve mellékhatásokat okozhat. Speciálisan kifejlesztett extrudálási és fröccsöntési minőségű TPU is.
film
A TPU fólia egy vékony film, amelyet TPU szemcsés anyagból állítanak elő speciális eljárásokkal, például hengerléssel, öntéssel, fúvással és bevonattal. Nagy szilárdságának, kopásállóságának, jó rugalmasságának és időjárásállóságának köszönhetően a TPU fóliákat széles körben használják az iparban, cipőanyagokban, ruházati szabásban, autóiparban, vegyiparban, elektronikában, orvostudományban és más területeken.
Közzététel ideje: 2020. február 5.