Що таке термопластичний поліуретановий еластомер?
Polyurethane elastomer is a variety of polyurethane synthetic materials (other varieties refer to polyurethane foam, polyurethane adhesive, polyurethane coating and polyurethane fiber), and Thermoplastic polyurethane elastomer is one of the three types of polyurethane elastomer, People commonly refer to it as TPU (the other two major types of polyurethane elastomers are cast polyurethane Еластомери, скорочені як процесор, і змішані еластомери поліуретану, скорочені як МПУ).
TPU - це своєрідний поліуретановий еластомер, який можна пластифікувати шляхом нагрівання та розчиненого розчинником. Порівняно з процесором та МПУ, ТПУ має мало хімічного зшивання або взагалі не має жодної хімічної структури. Його молекулярний ланцюг в основному лінійний, але існує певна кількість фізичного зшивання. Це термопластичний поліуретановий еластомер, який дуже характерний за структурою.
Структура та класифікація ТПУ
Термопластичний поліуретановий еластомер - це (AB) блок -лінійний полімер. А являє собою полімерний поліол (ефір або поліефір, молекулярна маса 1000 ~ 6000) з високою молекулярною масою, що називається довгим ланцюгом; B являє собою діол, що містить 2-12 прямих атомів вуглецю, що називається коротким ланцюгом.
У структурі термопластичного поліуретану еластомеру сегмент А називається м'яким сегментом, який має характеристики гнучкості та м'якості, що робить TPU розширюваність; Уретановий ланцюг, що утворюється реакцією між B -сегментом та ізоціанатом, називається жорстким сегментом, який має як жорсткі, так і жорсткі властивості. При регулюванні співвідношення сегментів A і B виготовляються продукти TPU з різними фізичними та механічними властивостями.
Відповідно до структури м'якого сегмента, його можна розділити на тип поліестеру, поліефірний тип та тип бутадієну, які відповідно містять групу ефірів, ефіру або групу Butene. Відповідно до структури жорсткого сегмента, її можна розділити на тип уретану та тип сечовини уретану, які отримані відповідно від розширювачів ланцюга етиленгліколь або діамінових ланцюгів. Загальна класифікація поділяється на тип поліестеру та тип поліефіру.
Яка сировина для синтезу ТПУ?
(1) Полімерний діол
Макромолекулярний діол з молекулярною масою, що становить від 500 до 4000, та біфункціональними групами, вміст від 50% до 80% у еластомері ТПУ відіграє вирішальну роль у фізичних та хімічних властивостях ТПУ.
Полімерний діол, придатний для еластомеру TPU, можна розділити на поліестер та поліефір: Поліестер включає політетраметилен адіпінової кислоти гліколь (PBA) ε PCL, PHC; Поліети включають поліоксипропіленовий ефір гліколь (PPG), тетрагідрофуран поліефірного гліколю (PTMG) тощо.
(2) Діізоціанат
Молекулярна маса невелика, але функція є видатною, яка відіграє не лише роль з'єднання м'якого сегмента та жорсткого сегмента, але й наділяє ТПУ різними хорошими фізичними та механічними властивостями. Діізоціанати, що застосовуються до ТПУ,-це: метилен дифеніл діізоціанат (MDI), метилен-біс (-4-циклогексил ізоціанат) (HMDI), p-фенілдіізоціанат (ppdi), 1,5-нафтален Діізоцоциканат (ndi). (PXDI) тощо.
(3) Розширення ланцюга
Розширювач ланцюга з молекулярною масою 100 ~ 350, що належить до малого молекулярного діолу, малої молекулярної маси, структури відкритого ланцюга та жодна заступнику, сприяє отримання високої твердості та високої скалярної маси ТПУ. У ланцюгові розширення, придатні для ТПУ, є 1,4-бутандіол (BDO), 1,4-біс (2-гідроксиеттокси) бензол (HQEE), 1,4-цикекссанедиметанол (CHDM), P-фенілдиметилглікол (PXG) тощо.
Застосування модифікації ТПУ як посилюючого агента
Для того, щоб зменшити витрати на продукцію та отримати додаткові показники, поліуретанові термопластичні еластомери можуть використовуватися, як зазвичай використовуються агенти жорстких засобів для посилення різних термопластичних та модифікованих гумових матеріалів.
Завдяки своїй високій полярності поліуретан може бути сумісним з полярними смолами або гумами, такими як хлорований поліетилен (CPE), який може бути використаний для виготовлення медичних продуктів; Змішування з ABS може замінити інженерні термопластики для використання; При використанні в поєднанні з полікарбонатом (ПК) він має властивості, такі як стійкість до масла, стійкість до палива та стійкість до удару, і можуть використовуватися для виготовлення тіл автомобілів; У поєднанні з поліестеру його міцність можна покращити; Крім того, він може бути добре сумісним з ПВХ, поліоксиметиленом або PVDC; Поліестер поліуретан може бути добре сумісним із 15% нітриловою гумою або 40% суміші нітрилу/ПВХ; Полієретан також може бути добре сумісним з 40% нітриловим гумовим/полівінілхлоридним клеєм; Він також може бути сумісним з сополімерами акрилонітрилу стиролу (SAN); Він може утворювати взаємопроникнуючі мережеві (IPN) структури з реактивними полісилоксанами. Переважна більшість вищезазначених змішаних клеїв вже офіційно випущені.
Останніми роками проводилися все більші дослідження щодо посилення ПОМ від ТПУ в Китаї. Змішування ТПУ та POM не тільки покращує високотемпературну стійкість та механічні властивості ТПУ, але й значно посилює POM. Деякі дослідники показали, що в тестах на розрив на розрив, порівняно з матрицею POM, сплав POM з TPU перейшов від крихкого перелому до пластичного перелому. Додавання TPU також надає POM продуктивністю пам'яті форми. Кристалічна область POM слугує фіксованою фазою сплаву пам'яті форми, тоді як аморфна область аморфного ТПУ і POM служить оборотною фазою. Коли температура реакції на відновлення становить 165 ℃, а час відновлення - 120 секунд, швидкість відновлення сплаву досягає понад 95%, а ефект відновлення - найкращий.
ТПУ важко сумісним з неполярними полімерними матеріалами, такими як поліетилен, поліпропілен, етилен пропіленовий каучук, бутадієнова гума, ізопренова гума або гумовий порошок, і не може бути використана для виробництва композитів з хорошими продуктивністю. Тому для останніх часто використовуються методи обробки поверхні, такі як плазма, корона, волога хімія, грунтовка, полум'я або реактивне газ. Наприклад, Американська компанія з повітряних продуктів та хімічних речовин здійснила діючу обробку газової поверхні F2/O2 на надвисокій молекулярній масі поліетиленових тонких порошок з молекулярною масою 3-5 мільйонів, і додав його до поліуретану еластомеру при співвідношенні 10%, що може значно покращити його гнучкий модуль, стійку стійку та носій. А активна обробка газової поверхні F2/O2 також може бути нанесена на спрямовані витягнуті короткі волокна з довжиною 6-35 мм, що може покращити жорсткість і розрив композитного матеріалу.
Які області застосування ТПУ?
У 1958 році хімічна компанія Goodrich (тепер перейменована на Любрізол) вперше зареєструвала бренд TPU Estane. За останні 40 років у всьому світі було понад 20 торгових марок, і кожен бренд має кілька серій продуктів. В даний час основними виробниками сировини TPU у світі є: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding тощо
Як відмінний еластомер, TPU має широкий спектр продуктів вниз за течією, які широко використовуються у щоденних потребах, спортивних товарів, іграшок, декоративних матеріалах та інших галузях. Нижче наведено кілька прикладів.
① Матеріали взуття
TPU в основному використовується для взуттєвих матеріалів завдяки чудовій еластичній та зношеній стійкості. Продукти взуття, що містять TPU, набагато зручніші для носіння, ніж звичайні продукти взуття, тому вони більш широко використовуються у продуктах високого класу взуття, особливо в деяких спортивних взуттях та повсякденному взутті.
② Шланги
Через свою м'якість, хорошу міцність на розрив, міцність впливу та стійкість до високих та низьких температур, шланги ТПУ широко використовуються в Китаї як газові та нафтові шланги для механічного обладнання, таких як літак, резервуари, автомобілі, мотоцикли та верстат.
③ Кабель
TPU забезпечує стійкість до сліз, стійкість до зносу та характеристики згинання, при цьому висока та низька температура є ключовою для продуктивності кабелю. Таким чином, на китайському ринку вдосконалені кабелі, такі як контрольні кабелі та силові кабелі, використовують TPU для захисту покриття матеріалів складних кабельних конструкцій, і їх застосування стають все більш поширеними.
④ Медичні пристрої
TPU-це безпечний, стабільний та якісний матеріал-замінник ПВХ, який не буде містити фталатом та іншими хімічними шкідливими речовинами, і буде мігрувати до крові або інших рідин у медичному катетері або медичному мішку, щоб викликати побічні ефекти. Більше того, спеціально розроблений екструзійний ступінь та ін'єкційний ступінь TPU можна легко використовувати з невеликою налагодженням у існуючому обладнанні ПВХ.
⑤ Транспортні засоби та інші засоби транспорту
Екструдуючи та покриваючи обидві сторони нейлонової тканини з поліуретановим термопластичним еластомером, надувними бойовими атаковими плотами та розвідувальними плотами, що несуть 3-15 людей, можуть бути зроблені набагато кращі показники, ніж вулканізовані гумові надувні плоти; Поліуретановий термопластичний еластомер, армований скляним волокном, може використовуватися для виготовлення компонентів тіла, таких як формовані частини з обох боків автомобіля, шкури дверей, бампери, смужки проти тертя та решітки.
Час посади:-10-2021 січня