A TPU egy poliuretán hőre lágyuló elasztomer, amely többfázisú blokk-kopolimer, amely diizocianátokból, poliolokból és lánchosszabbítókból áll. Nagy teljesítményű elasztomerként a TPU-nak széles köre van a későbbi termékirányokban, és széles körben használják mindennapi szükségletek, sportfelszerelések, játékok, dekorációs anyagok és más területeken, például cipőanyagok, tömlők, kábelek, orvosi eszközök stb.
Jelenleg a fő TPU-alapanyag-gyártók a BASF, a Covestro, a Lubrizol, a Huntsman, a Wanhua Chemical,Linghua új anyagokés így tovább. A hazai vállalkozások elrendezésével és kapacitásbővítésével a TPU-ipar jelenleg rendkívül versenyképes. A csúcskategóriás alkalmazások terén azonban továbbra is az importra támaszkodik, amely szintén olyan terület, amelyen Kínának áttörést kell elérnie. Beszéljünk a TPU-termékek jövőbeli piaci kilátásairól.
1. Szuperkritikus habzó E-TPU
2012-ben az Adidas és a BASF közösen fejlesztette ki az EnergyBoost futócipő márkát, amely habosított TPU-t (márkanéven infinergy) használ a középtalp anyagaként. A 80-85 Shore A keménységű poliéter TPU-nak köszönhetően az EVA-középtalpokhoz képest a habosított TPU-középtalpok 0 ℃ alatti környezetben is megőrzik jó rugalmasságát és puhaságát, ami javítja a viselési kényelmet, és széles körben elismert a piac.
2. Szálerősítésű módosított TPU kompozit anyag
A TPU jó ütésállósággal rendelkezik, de bizonyos alkalmazásokban nagy rugalmassági modulusra és nagyon kemény anyagokra van szükség. Az üvegszál-erősítés módosítása egy általánosan használt technika az anyagok rugalmassági modulusának növelésére. A módosítások révén számos előnnyel, például nagy rugalmassági modulussal, jó szigeteléssel, erős hőállósággal, jó rugalmas visszanyerési teljesítménysel, jó korrózióállósággal, ütésállósággal, alacsony tágulási együtthatóval és méretstabilitással rendelkező hőre lágyuló kompozit anyagok érhetők el.
A BASF szabadalmában bevezetett egy technológiát nagy modulusú üvegszállal megerősített TPU előállítására rövid üvegszálak felhasználásával. 83 Shore D keménységű TPU-t szintetizáltak politetrafluoretilénglikol (PTMEG, Mn=1000), MDI és 1,4-butándiol (BDO) és 1,3-propándiollal nyersanyagként. Ezt a TPU-t 52:48 tömegarányú üvegszállal keverték össze, így 18,3 GPa rugalmassági modulusú és 244 MPa szakítószilárdságú kompozit anyagot kaptak.
Az üvegszálon kívül szénszálas kompozit TPU-t használó termékekről is érkeztek jelentések, mint például a Covestro Maezio szénszál/TPU kompozit lemeze, amelynek rugalmassági modulusa akár 100 GPa, sűrűsége pedig kisebb, mint a fémeké.
3. Halogénmentes égésgátló TPU
A TPU nagy szilárdsággal, nagy szívóssággal, kiváló kopásállósággal és egyéb tulajdonságokkal rendelkezik, így nagyon megfelelő burkolatanyag vezetékekhez és kábelekhez. De az olyan alkalmazási területeken, mint például a töltőállomások, nagyobb lángállóságra van szükség. Általában két módja van a TPU égésgátló teljesítményének javítására. Az egyik a reaktív égésgátló módosítás, amely magában foglalja az égésgátló anyagok, például foszfort, nitrogént és egyéb elemeket tartalmazó poliolok vagy izocianátok bevezetését a TPU szintézisébe kémiai kötés révén; A második az additív égésgátló módosítás, amely magában foglalja a TPU-t szubsztrátumként és égésgátló anyagok hozzáadását az olvadékkeveréshez.
A reaktív módosítás megváltoztathatja a TPU szerkezetét, de ha nagy az adalék égésgátló mennyisége, akkor a TPU erőssége csökken, a feldolgozási teljesítmény romlik, és kis mennyiség hozzáadásával nem lehet elérni a szükséges égésgátló szintet. Jelenleg nincs kereskedelmi forgalomban kapható nagy égésgátló termék, amely valóban megfelelne a töltőállomások alkalmazásának.
A korábbi Bayer MaterialScience (ma Kostron) egyszer egy szabadalomban bevezetett egy foszfin-oxid alapú szerves foszfortartalmú poliolt (IHPO). Az IHPO-ból, PTMEG-1000-ből, 4,4'-MDI-ből és BDO-ból szintetizált poliéter TPU kiváló égésgátló és mechanikai tulajdonságokat mutat. Az extrudálási folyamat sima, és a termék felülete sima.
A halogénmentes égésgátló anyagok hozzáadása jelenleg a halogénmentes égésgátló TPU előállításának leggyakrabban használt műszaki módja. Általában foszfor alapú, nitrogén alapú, szilícium alapú, bór alapú égésgátlókat kevernek össze, vagy fém-hidroxidot használnak égésgátlóként. A TPU eredendő gyúlékonysága miatt gyakran több mint 30%-os égésgátló töltet szükséges ahhoz, hogy az égés során stabil égésgátló réteg alakuljon ki. Ha azonban a hozzáadott égésgátló anyag mennyisége nagy, az égésgátló egyenetlenül oszlik el a TPU hordozójában, és az égésgátló TPU mechanikai tulajdonságai nem ideálisak, ami szintén korlátozza alkalmazását és népszerűsítését olyan területeken, mint a tömlők, fóliák. és kábelek.
A BASF szabadalma egy égésgátló TPU technológiát vezet be, amely a melamin-polifoszfátot és a foszfinsav foszfortartalmú származékát égésgátlóként keveri a 150 kDa-nál nagyobb tömegű átlagos molekulatömegű TPU-val. Azt találtuk, hogy az égésgátló teljesítmény jelentősen javult, miközben nagy szakítószilárdságot értek el.
Az anyag szakítószilárdságának további növelése érdekében a BASF szabadalma eljárást vezet be az izocianátokat tartalmazó térhálósítószer-mesterkeverék előállítására. Az ilyen típusú mesterkeverék 2%-ának hozzáadásával az UL94V-0 égésgátló követelményeinek megfelelő összetételhez az anyag szakítószilárdsága 35 MPa-ról 40 MPa-ra nőhet, miközben a V-0 égésgátló teljesítmény megmarad.
Az égésgátló TPU hő-öregedésállóságának javítása érdekében a szabadalomLinghua New Materials Companybevezet egy eljárást felületbevonatú fém-hidroxidok égésgátlóként való alkalmazására is. Az égésgátló TPU hidrolízis-ellenállóságának javítása érdekében,Linghua New Materials Companyfémkarbonátot vezettek be melamin égésgátló hozzáadása alapján egy másik szabadalmi bejelentésben.
4. TPU autófestékvédő fóliához
Az autófestékvédő fólia olyan védőfólia, amely a szerelés után elszigeteli a festékfelületet a levegőtől, megakadályozza a savas esőt, oxidációt, karcolódást, és hosszan tartó védelmet biztosít a festékfelületnek. Fő funkciója az autó fényezési felületének védelme a beszerelés után. A festékvédő fólia általában három rétegből áll, felületén öngyógyuló bevonat, középen polimer fólia, az alsó rétegen pedig akril nyomásérzékeny ragasztó található. A TPU az egyik fő anyag a köztes polimer filmek előállításához.
A festékvédő fóliában használt TPU teljesítménykövetelményei a következők: karcállóság, nagy átlátszóság (fényáteresztő képesség >95%), alacsony hőmérsékletű rugalmasság, magas hőmérsékleti ellenállás, szakítószilárdság >50MPa, nyúlás >400%, Shore A keménységi tartomány 87-93; A legfontosabb teljesítmény az időjárásállóság, amely magában foglalja az UV-öregedésnek, a termikus oxidatív lebomlásnak és a hidrolízisnek való ellenállást.
A jelenleg érett termékek diciklohexil-diizocianátból (H12MDI) és polikaprolakton-diolból nyersanyagként előállított alifás TPU. A közönséges aromás TPU egy nap UV besugárzás után láthatóan sárgul, míg az autófóliához használt alifás TPU ugyanazon körülmények között jelentős változás nélkül képes megőrizni sárgulási együtthatóját.
A poli (ε – caprolactone) TPU kiegyensúlyozottabb teljesítményt nyújt a poliéter és poliészter TPU-hoz képest. Egyrészt kiváló szakítószilárdságot mutat a közönséges poliészter TPU-hoz képest, másrészt pedig kiemelkedő alacsony kompressziós maradandó deformációt és nagy visszapattanási teljesítményt mutat a poliéter TPU esetében, így széles körben használják a piacon.
A piaci szegmentációt követő eltérő termékköltség-hatékonysági követelmények miatt, a felületbevonat-technológia és a ragasztóformula-beállítási képesség javulásával a poliéter vagy a közönséges poliészter H12MDI alifás TPU-nak is van esélye a jövőben festékvédő fóliákra.
5. Bioalapú TPU
A bioalapú TPU előállításának általános módja az, hogy a polimerizációs folyamat során bioalapú monomereket vagy intermediereket visznek be, mint például bioalapú izocianátokat (mint például MDI, PDI), bioalapú poliolokat stb. Ezek közül a bioalapú izocianátok viszonylag ritkák a piacon, míg a bioalapú poliolok gyakoribbak.
Ami a bioalapú izocianátokat illeti, már 2000-ben a BASF, a Covestro és mások nagy erőfeszítéseket tettek a PDI-kutatásba, és a PDI termékek első tétele 2015-2016-ban került forgalomba. A Wanhua Chemical 100%-ban bio alapú TPU termékeket fejlesztett ki kukoricakeményítőből készült bio alapú PDI felhasználásával.
Ami a bioalapú poliolokat illeti, ide tartoznak a bioalapú politetrafluor-etilén (PTMEG), a bioalapú 1,4-butándiol (BDO), a bioalapú 1,3-propándiol (PDO), a bioalapú poliészter-poliolok, a bioalapú poliéter-poliolok stb.
Jelenleg több TPU-gyártó dobott piacra bio alapú TPU-t, amelynek teljesítménye a hagyományos petrolkémiai alapú TPU-hoz hasonlítható. A fő különbség ezek között a bioalapú TPU-k között a bioalapú tartalom szintjében rejlik, amely általában 30% és 40% között mozog, és egyesek még magasabb szintet is elérnek. A hagyományos petrolkémiai alapú TPU-hoz képest a bioalapú TPU-nak olyan előnyei vannak, mint a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése, a nyersanyagok fenntartható regenerálása, a zöld termelés és az erőforrások megőrzése. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical ésLinghua új anyagokpiacra dobták bio alapú TPU márkáikat, és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése és a fenntarthatóság szintén kulcsfontosságú irány a TPU fejlesztésében a jövőben.
Feladás időpontja: 2024.09.09