У 1958 році Goodrich Chemical Company (нині перейменована на Lubrizol) вперше зареєструвала торгову марку TPU Estane.За останні 40 років у світі було понад 20 брендів, і кожен бренд має кілька серій продукції.В даний час виробники сировини TPU в основному включають BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical тощо.
1、 Категорія ТПУ
За структурою м’якого сегмента його можна розділити на тип поліефіру, тип поліефіру та тип бутадієну, які відповідно містять групу складного ефіру, групу ефіру або групу бутена.
Відповідно до структури твердого сегмента його можна розділити на тип уретану та типу уретан-сечовини, які відповідно отримують з подовжувачів ланцюга етиленгліколю або подовжувачів ланцюга діаміну.Загальна класифікація поділяється на тип поліефіру та тип поліефіру.
За наявністю або відсутністю зшивання його можна розділити на чистий термопласт і напівтермопласт.
Перший має чисту лінійну структуру та відсутність зшиваючих зв’язків;Останній містить невелику кількість поперечно-зшитих зв’язків, таких як ефір алофанової кислоти.
За призначенням готові вироби можна розділити на профільовані деталі (різні машинні елементи), труби (оболонки, стрижневі профілі), плівки (листи, тонкі плити), клеї, покриття, волокна тощо.
2、 Синтез ТПУ
ТПУ за молекулярною структурою належить до поліуретану.Отже, як це зібрано?
Відповідно до різних процесів синтезу, він в основному поділяється на полімеризацію в масі та полімеризацію в розчині.
У масовій полімеризації її також можна розділити на метод попередньої полімеризації та одноетапний метод на основі наявності або відсутності попередньої реакції:
Метод преполімеризації передбачає реакцію діізоціаната з макромолекулярними діолами протягом певного періоду часу перед додаванням подовження ланцюга для отримання ТПУ;
Одностадійний метод передбачає одночасне змішування та реакцію макромолекулярних діолів, діізоціанатів і подовжувачів ланцюга з утворенням ТПУ.
Полімеризація в розчині включає спочатку розчинення діізоціаната в розчиннику, потім додавання макромолекулярних діолів для реакції протягом певного періоду часу, і, нарешті, додавання подовжувачів ланцюга для генерації TPU.
Тип м’якого сегмента ТПУ, молекулярна маса, вміст твердого або м’якого сегмента та стан агрегації ТПУ можуть впливати на щільність ТПУ, щільність приблизно 1,10-1,25, і немає суттєвої різниці порівняно з іншими каучуками та пластмасами.
За однакової твердості щільність поліефірного типу ТПУ нижча, ніж у поліефірного типу ТПУ.
3、 Обробка TPU
Частинки ТПУ потребують різних процесів для формування кінцевого продукту, в основному з використанням методів плавлення та розчину для обробки ТПУ.
Обробка плавленням є широко використовуваним процесом у промисловості пластмас, таким як змішування, прокатка, екструзія, видування та формування;
Обробка розчину — це процес приготування розчину шляхом розчинення частинок у розчиннику або безпосередньої полімеризації їх у розчиннику, а потім нанесення покриття, прядіння тощо.
Кінцевий продукт, виготовлений із TPU, як правило, не потребує реакції зшивання вулканізації, яка може скоротити виробничий цикл і переробити відходи.
4、 Продуктивність TPU
TPU має високий модуль пружності, високу міцність, високе подовження та еластичність, відмінну зносостійкість, маслостійкість, низьку температуру та стійкість до старіння.
Висока міцність на розрив, високе подовження та низька довгострокова швидкість остаточної деформації при стисненні – все це вагомі переваги ТПУ.
XiaoU в основному детально розгляне механічні властивості ТПУ з таких аспектів, як міцність на розрив і подовження, пружність, твердість тощо.
Висока міцність на розрив і високе подовження
ТПУ має відмінну міцність на розрив і подовження.З даних на малюнку нижче ми бачимо, що міцність на розрив і подовження поліефірного типу TPU набагато кращі, ніж у полівінілхлоридного пластику та гуми.
Крім того, TPU може відповідати вимогам харчової промисловості з невеликою кількістю добавок або взагалі без них, що також важко досягти для інших матеріалів, таких як ПВХ і гума.
Стійкість дуже чутлива до температури
Стійкість ТПУ означає ступінь швидкого відновлення його вихідного стану після зняття деформаційної напруги, що виражається як енергія відновлення, яка є відношенням роботи відтягування деформації до роботи, необхідної для створення деформації.Він є функцією динамічного модуля і внутрішнього тертя пружного тіла і дуже чутливий до температури.
Відскок зменшується зі зниженням температури до певної температури, а еластичність знову швидко зростає.Ця температура є температурою кристалізації м'якого сегмента, яка визначається структурою макромолекулярного діолу.Поліефірний тип TPU нижчий, ніж поліефірний тип TPU.При температурах нижче температури кристалізації еластомер стає дуже твердим і втрачає еластичність.Тому пружність подібна до відскоку від поверхні твердого металу.
Діапазон твердості по Шору A60-D80
Твердість — це показник здатності матеріалу протистояти деформації, подряпинам і подряпинам.
Твердість ТПУ зазвичай вимірюється за допомогою твердомерів за Шором A і Шором D, причому Шор А використовується для більш м’яких ТПУ, а Шор D – для твердіших ТПУ.
Твердість TPU можна регулювати, регулюючи пропорцію м'яких і жорстких сегментів ланцюга.Тому TPU має відносно широкий діапазон твердості, починаючи від A60-D80 по Шору, охоплюючи твердість гуми та пластику, і має високу еластичність у всьому діапазоні твердості.
Зі зміною твердості деякі властивості ТПУ можуть змінюватися.Наприклад, збільшення твердості TPU призведе до змін у характеристиках, таких як збільшення модуля розтягування та міцності на розрив, збільшення жорсткості та напруги на стиск (навантажувальна здатність), зменшення подовження, збільшення щільності та динамічного виділення тепла та підвищення стійкості до навколишнього середовища.
5、 Застосування ТПУ
Будучи чудовим еластомером, TPU має широкий спектр подальших напрямків продукції та широко використовується в повсякденних потребах, спортивних товарах, іграшках, декоративних матеріалах та інших сферах.
Взуттєві матеріали
TPU в основному використовується для виготовлення взуття завдяки своїй чудовій еластичності та зносостійкості.Взуття, що містить ТПУ, набагато зручніше носити, ніж звичайне взуття, тому воно ширше використовується у взутті високого класу, особливо в спортивному та повсякденному взутті.
шланг
Завдяки своїй м’якості, хорошій міцності на розрив, ударній міцності та стійкості до високих і низьких температур шланги з ТПУ широко використовуються в Китаї як газові та масляні шланги для механічного обладнання, такого як літаки, танки, автомобілі, мотоцикли та верстати.
кабель
TPU забезпечує стійкість до розривів, зносостійкість і характеристики згинання, причому стійкість до високих і низьких температур є ключем до якості кабелю.Тож на китайському ринку вдосконалені кабелі, такі як кабелі керування та силові кабелі, використовують TPU для захисту матеріалів покриття складних конструкцій кабелів, і їх застосування стає все більш поширеним.
Медичні прилади
ТПУ є безпечним, стабільним і високоякісним матеріалом-замінником ПВХ, який не містить фталатів та інших хімічних шкідливих речовин і може мігрувати в кров або інші рідини в медичному катетері або медичній сумці, викликаючи побічні ефекти.Це також спеціально розроблений екструзійний і ін’єкційний TPU.
фільм
Плівка ТПУ — це тонка плівка, виготовлена з гранульованого матеріалу ТПУ за допомогою спеціальних процесів, таких як прокатка, лиття, видування та нанесення покриття.Завдяки високій міцності, зносостійкості, добрій еластичності та стійкості до погодних умов плівки ТПУ широко використовуються в промисловості, матеріалах для взуття, одягу, автомобільній, хімічній, електронній, медичній та інших галузях.
Час публікації: 05 лютого 2020 р