TPU on polyuretaani -kestomuovinen elastomeeri, joka on monivaiheinen lohkokopolymeeri, joka koostuu diisosyanaateista, polyoleista ja ketjun laajennuksista. Suorituskykyisenä elastomeerina TPU: lla on laaja valikoima loppupään tuotesuuntia, ja sitä käytetään laajasti päivittäisissä tarpeissa, urheilulaitteissa, leluissa, koriste-materiaaleissa ja muissa kentissä, kuten kenkämateriaaleissa, letkuissa, kaapeleissa, lääkinnällisissä laitteissa jne.
Tällä hetkellä TPU -raaka -aineiden valmistajia ovat BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua uudet materiaalitja niin edelleen. Kotimaisten yritysten asettelun ja kapasiteetin laajentumisen myötä TPU -teollisuus on tällä hetkellä erittäin kilpailukykyinen. Huippuluokan sovelluskentällä se kuitenkin luottaa edelleen tuonniin, mikä on myös alue, joka Kiinan on saavutettava läpimurtoja. Puhutaan TPU-tuotteiden tulevista markkinoiden näkymistä.
1. Ylikriittinen vaahtoava E-TPU
Vuonna 2012 Adidas ja BASF kehittivät yhdessä juoksukenkäbrändin EnergyBoostin, joka käyttää Fored TPU: ta (kauppanimi Infinergy) välipohja -materiaalina. Polyeetterin TPU: n käytön vuoksi substraattina 80-85-kovuus verrattuna EVA-keskipisteisiin, vaahtotut TPU-keskipohjat voivat silti ylläpitää hyvää joustavuutta ja pehmeyttä ympäristöissä, jotka ovat alle 0 ℃, mikä parantaa mukavuutta ja on markkinoilla laajasti tunnustettu.
2. Kuituvahvistettu muokattu TPU -komposiittimateriaali
TPU: lla on hyvä iskunkestävyys, mutta joissakin sovelluksissa vaaditaan korkea elastinen moduuli ja erittäin kovat materiaalit. Lasikuituvahvistuksen modifikaatio on yleisesti käytetty tekniikka materiaalien elastisen moduulin lisäämiseksi. Modifioinnin avulla voidaan saada termoplastisia komposiittimateriaaleja, kuten korkealla elastisella moduulilla, hyvällä eristyksellä, voimakkaalla lämmönkestävyydellä, hyvällä elastisella palautumistehokkuudella, hyvällä korroosionkestävyydellä, iskunkestävyydellä, alhaisella laajentumiskerroin ja mitta -stabiilisuus.
BASF on ottanut käyttöön tekniikan korkean moduulin lasikuituvahvistetun TPU: n valmistukseen käyttämällä patentissaan lasillisia kuituja. TPU, jonka kovuus oli 83, syntetisoitiin sekoittamalla polytetrafluorietyleeniglykoli (Ptmeg, MN = 1000), MDI ja 1,4-butanedioli (BDO) 1,3-propanediolina raaka-aineina. Tämä TPU yhdistettiin lasikuitulla massasuhteessa 52:48 komposiittimateriaalin saamiseksi elastisen moduulin ollessa 18,3 GPa ja vetolujuus 244 MPa.
Lasikuidun lisäksi on myös raportteja tuotteista, joissa käytetään hiilikuitukomposiittia TPU: ta, kuten Covestron Maezio -hiilikuitu/TPU -komposiittilevy, jonka elastinen moduuli on enintään 100 gPa ja alhaisempi tiheys kuin metallit.
3. Halogeenittoman liekinestoaine TPU
TPU: lla on korkea lujuus, korkea sitkeys, erinomainen kulutuskestävyys ja muut ominaisuudet, mikä tekee siitä erittäin sopivan vaipan materiaalin johdoille ja kaapeleille. Mutta sovellusalueilla, kuten latausasemilla, vaaditaan suurempi liekinesto. TPU: n liekin hidastavan suorituskyvyn parantamiseksi on yleensä kaksi tapaa. Yksi on reaktiivisen liekinestoaineen modifikaatio, johon sisältyy liekinestoaineiden, kuten fosforia, typpeä ja muita elementtejä sisältävien polyolien tai isosyanaattien, tuominen TPU: n synteesiin kemiallisen sitoutumisen kautta; Toinen on additiivisen liekinestoaineen modifikaatio, joka sisältää TPU: n käyttämisen substraattina ja liekinestoaineiden lisääminen sulan sekoittumiseen.
Reaktiivisen modifikaatio voi muuttaa TPU: n rakennetta, mutta kun lisäaineen liekinestoaineen määrä on suuri, TPU: n lujuus vähenee, prosessointi suorituskyky heikkenee ja pienen määrän lisääminen ei voi saavuttaa vaadittua liekin vajaatoimintatasoa. Tällä hetkellä ei ole kaupallisesti saatavissa olevaa korkeaa liekinestoainetta, joka voi todella täyttää latausasemien soveltamisen.
Entinen Bayer MaterialScience (nyt Kostron) esitteli kerran orgaanisen fosforin, joka sisältää polyolia (IHPO), joka perustuu patentissa fosfiinioksidiin. IHPO: sta, PTMEG-1000: sta, 4,4 '- MDI: stä ja BDO: sta syntetisoiduilla polyeetterillä TPU: lla on erinomainen liekinesto ja mekaaniset ominaisuudet. Suulakepuristusprosessi on sileä ja tuotteen pinta on sileä.
Halogeenittomien liekinestoaineiden lisääminen on tällä hetkellä yleisimmin käytetty tekninen reitti halogeenittoman liekinestoaineen TPU: n valmistukseen. Yleensä fosforipohjaisia, typpipohjaisia, piitapohjaisia, booripohjaisia liekinestoaineita yhdistetään tai metallihydroksideja käytetään liekinestoaineena. TPU: n luontaisen syttyvyyden vuoksi liekinestoaineen täyttömäärää yli 30% tarvitaan usein vakaan liekinestoainekerroksen muodostamiseksi palamisen aikana. Kuitenkin, kun liekinestoaineen määrä on suuri, liekinestoaine on kuitenkin epätasaisesti hajautettu TPU -substraattiin, ja liekinestoaineiden hidastusaineen mekaaniset ominaisuudet eivät ole ihanteellisia, mikä myös rajoittaa sen käyttöä ja mainostamista, kuten letkut, elokuvat ja kaapelit.
BASF: n patentti esittelee liekinlämpöisen TPU-tekniikan, joka sekoittaa melamiinipolyfosfaattia ja fosforia, joka sisältää fosfiinihappoa johdannaisen liekinestoaineena, jolla on TPU, painon keskimääräinen molekyylipaino on suurempi kuin 150 kDa. Todettiin, että liekin hidastin suorituskyky parani merkittävästi saavuttaen korkean vetolujuuden.
Materiaalin vetolujuuden parantamiseksi edelleen, BASF: n patentti esittelee menetelmän silloitusaineen masterbatchin valmistukseen, joka sisältää isosyanaatteja. Lisäämällä 2% tämän tyyppisestä master-koostumuksesta, joka täyttää UL94V-0-liekinestoaineen vaatimukset, voi lisätä materiaalin vetolujuutta 35MPA: sta 40MPA: iin säilyttäen samalla V-0-liekin hidastin suorituskykyä.
Liekinlämpyrän TPU: n lämmön ikääntymiskestävyyden parantamiseksi, patenttiLinghua New Materials Companytuo myös menetelmän, jolla käytetään pintapäällystettyjä metallihydroksideja liekinestoaineena. Liekinlämpöisen TPU: n hydrolyysiresistenssin parantamiseksi,Linghua New Materials Companyesitteli metallikarbonaatin melamiinin liekinestoaineen lisäämisen perusteella toiseen patenttisovellukseen.
4
Auton maalisuojauskalvo on suojakalvo, joka eristää maalipinnan ilmasta asennuksen jälkeen, estää happoa sadetta, hapettumista, naarmuja ja tarjoaa pitkäaikaisen suojan maalipinnalle. Sen päätehtävä on suojata automaalin pinta asennuksen jälkeen. Maalisuojauskalvo koostuu yleensä kolmesta kerroksesta, jonka pinnalla on itseparannuspinnoite, keskellä oleva polymeerikalvo ja akryylipaineherkkä liima pohjakerroksessa. TPU on yksi tärkeimmistä materiaaleista välipolymeerikalvojen valmistukseen.
Maalisuojauskalvossa käytetyt TPU: n suorituskykyvaatimukset ovat seuraavat: naarmuuntumisen vastus, korkea läpinäkyvyys (kevyen läpäisy> 95%), matalan lämpötilan joustavuus, korkean lämpötilan vastus, vetolujuus> 50MPA, pidentyminen> 400%ja rantakovuusalue 87-93; Tärkein suorituskyky on säänkestävyys, joka sisältää vastustuskykyä UV -ikääntymiselle, lämmön oksidatiiviselle hajoamiselle ja hydrolyysille.
Tällä hetkellä kypsät tuotteet ovat alifaattisia TPU: ta, jotka on valmistettu disykloheksyyli diisosyanaatista (H12MDI) ja polykaprolaktoniolista raaka -aineina. Tavallinen aromaattinen TPU muuttuu näkyvästi keltaiseksi yhden päivän UV -säteilytyksen jälkeen, kun taas autokäärikalvoon käytetty alifaattinen TPU voi ylläpitää sen kellastumiskerrointa ilman merkittäviä muutoksia samoissa olosuhteissa.
Poly (ε - caprolaktoni) TPU: lla on tasapainoisempi suorituskyky verrattuna polyeetteriin ja polyesterin TPU: hon. Toisaalta sillä voi olla erinomainen repeämäresistenssi tavallisesta polyesterin TPU: sta, kun taas toisaalta se osoittaa myös erinomaisen matalan puristuksen pysyvän muodonmuutoksen ja polyeetterin TPU: n korkean rebound -suorituskyvyn, joten sitä käytetään laajasti markkinoilla.
Tuotekustannustehokkuuden erilaisista vaatimuksista markkinoiden segmentoinnin jälkeen, pintapäällystekniikan ja liimakaavan säätökyvyn paranemisen myötä on myös mahdollisuus polyeetterille tai tavallisille polyesterille H12MDI-alifaattisille TPU: lle sovellettavana tulevaisuudessa suojauskalvojen maalaamiseen.
5. Biopohjainen TPU
Yleinen menetelmä biopohjaisten TPU: n valmistelemiseksi on biopohjaisten monomeerien tai välituotteiden esittäminen polymerointiprosessin aikana, kuten biopohjaiset isosyanaatit (kuten MDI, PDI), biopohjaiset polyolit jne. Niiden joukossa biopohjaiset isosyanaatit ovat suhteellisen harvinaisia markkinoilla, kun taas biopohjaiset polyolit ovat yleisempiä.
Biopohjaisten isosyanaattien suhteen jo vuonna 2000 BASF, Covestro ja muut ovat panostaneet paljon vaivaa PDI-tutkimukseen, ja PDI-tuotteiden ensimmäinen erä pantiin markkinoille vuosina 2015-2016. Wanhua Chemical on kehittänyt 100% biopohjaisia TPU -tuotteita käyttämällä maissin stoverista valmistettua biopohjaista PDI: tä.
Biopohjaisten polyolien suhteen se sisältää biopohjaisia polytetrafluorietyleeniä (PTMEG), biopohjaista 1,4-butaania (BDO), biopohjaisia 1,3-propanediolia (PDO), biopohjaisia polyesteripolyoleja, biopohjaisia polyether-polyoleja, jne.
Tällä hetkellä useat TPU -valmistajat ovat käynnistäneet biopohjaisen TPU: n, jonka suorituskyky on verrattavissa perinteiseen petrokemian pohjaiseen TPU: hon. Suurin ero näiden biopohjaisten TPU: ien välillä on biopohjaisen pitoisuuden tasolla, joka on yleensä 30–40%, joista jotkut jopa saavuttavat korkeammat tasot. Verrattuna perinteiseen petrokemian pohjaiseen TPU: hon, biopohjaisella TPU: lla on etuja, kuten hiilidioksidipäästöjen, raaka -aineiden kestävän uudistamisen, vihreän tuotannon ja resurssien säilyttämisen vähentäminen. Basf, covestro, lubrizol, wanhua kemikaali jaLinghua uudet materiaalitovat käynnistäneet Bio -pohjaiset TPU -tuotemerkit, ja hiilen vähentäminen ja kestävyys ovat myös keskeisiä suuntoja TPU: n kehittämiseen tulevaisuudessa.
Viestin aika: elokuu 09-2024