Mikä on termoplastinen polyuretaanielastomeeri?

Mikä on termoplastinen polyuretaanielastomeeri?

Polyuretaanielastomeeri on erilaisia ​​polyuretaani-synteettisiä materiaaleja (muut lajikkeet viittaavat polyuretaanivaahtoon, polyuretaaniliimaan, polyuretaanipinnoitteeseen ja polyuretaanikuituun), ja termoplastinen polyuretaanielastomeeri on yksi kolmesta polyuretaanielastomeerityypistä, ihmiset viittaavat siihen yleisesti nimellä TPU. kaksi muuta pääasiallista polyuretaanielastomeerityyppiä ovat valetut polyuretaanielastomeerit, lyhennettynä CPU, ja sekapolyuretaanielastomeerit, lyhenne MPU).

TPU on eräänlainen polyuretaanielastomeeri, joka voidaan pehmittää kuumentamalla ja liuottaa liuottimella. Verrattuna prosessoriin ja MPU:hun, TPU:lla on vähän tai ei ollenkaan kemiallista silloitusta sen kemiallisessa rakenteessa. Sen molekyyliketju on pohjimmiltaan lineaarinen, mutta siinä on tietty määrä fysikaalista silloitusta. Tämä on termoplastinen polyuretaanielastomeeri, joka on rakenteeltaan hyvin tyypillinen.

TPU:n rakenne ja luokitus

Termoplastinen polyuretaanielastomeeri on (AB) lineaarinen lohkopolymeeri. A edustaa polymeeripolyolia (esteriä tai polyeetteriä, molekyylipaino 1000-6000), jolla on korkea molekyylipaino, jota kutsutaan pitkäketjuiseksi; B edustaa diolia, joka sisältää 2-12 suoraketjuista hiiliatomia, jota kutsutaan lyhytketjuiseksi.

Termoplastisen polyuretaanielastomeerin rakenteessa segmenttiä A kutsutaan pehmeäksi segmentiksi, jolla on joustavuuden ja pehmeyden ominaisuudet, joten TPU:lla on venyvyys; B-segmentin ja isosyanaatin välisessä reaktiossa syntyvää uretaaniketjua kutsutaan kovaksi segmentiksi, jolla on sekä jäykkiä että kovia ominaisuuksia. A- ja B-segmenttien suhdetta säätämällä valmistetaan TPU-tuotteita, joilla on erilaiset fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet.

Pehmeän segmentin rakenteen mukaan se voidaan jakaa polyesterityyppiin, polyeetterityyppiin ja butadieenityyppiin, jotka sisältävät vastaavasti esteriryhmän, eetteriryhmän tai buteeniryhmän. Kovan segmentin rakenteen mukaan se voidaan jakaa uretaanityyppiin ja uretaaniureatyyppiin, jotka saadaan vastaavasti etyleeniglykoliketjunjatkajista tai diamiiniketjunjatkajista. Yleinen luokitus on jaettu polyesterityyppiin ja polyeetterityyppiin.

Mitkä ovat TPU-synteesin raaka-aineet?

(1) Polymeeri Diol

Makromolekulaarisella diolilla, jonka molekyylipaino vaihtelee välillä 500-4000, ja bifunktionaalisilla ryhmillä, joiden TPU-elastomeeripitoisuus on 50-80 %, on ratkaiseva rooli TPU:n fysikaalisissa ja kemiallisissa ominaisuuksissa.

TPU-elastomeerille sopiva polymeeri Diol voidaan jakaa polyesteriin ja polyeetteriin: polyesteri sisältää polytetrametyleenin Adipiinihappoglykoli (PBA) ε PCL, PHC; Polyeetterit sisältävät polyoksipropyleenieetteriglykolin (PPG), tetrahydrofuraanipolyeetteriglykolin (PTMG) jne.

(2) Di-isosyanaatti

Molekyylipaino on pieni, mutta toiminto on erinomainen, mikä ei ainoastaan ​​liitä pehmeää ja kovaa segmenttiä, vaan myös antaa TPU:lle erilaisia ​​hyviä fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia. TPU:lle soveltuvat di-isosyanaatit ovat: Metyleenidifenyylidi-isosyanaatti (MDI), metyleeni-bis (-4-sykloheksyyli-isosyanaatti) (HMDI), p-fenyylidi-isosyanaatti (PPDI), 1,5-naftaleenidi-isosyanaatti (NDI), p-fenyylidimetyylidi-isosyanaatti PXDI) jne.

(3) Ketjun jatke

Ketjunjatkaja, jonka molekyylipaino on 100-350 ja joka kuuluu pienimolekyyliseen Dioliin, pieni molekyylipaino, avoin ketjurakenne ja ei substituenttiryhmää, edistää TPU:n korkean kovuuden ja suuren skalaaripainon saavuttamista. TPU:lle sopivia ketjunjatkajia ovat 1,4-butaanidioli (BDO), 1,4-bis(2-hydroksietoksi)bentseeni (HQEE), 1,4-sykloheksaanidimetanoli (CHDM), p-fenyylidimetyyliglykoli (PXG) jne.

TPU:n muunnos käyttö karkaisuaineena

Tuotekustannusten alentamiseksi ja lisäsuorituskyvyn saavuttamiseksi polyuretaanitermoplastisia elastomeerejä voidaan käyttää yleisesti käytettyinä karkaisuaineina erilaisten termoplastisten ja modifioitujen kumimateriaalien sitkeyttämiseen.

Korkean napaisuuden ansiosta polyuretaani voi olla yhteensopiva polaaristen hartsien tai kumien, kuten klooratun polyeteenin (CPE), kanssa, jota voidaan käyttää lääketieteellisten tuotteiden valmistukseen; Sekoittaminen ABS:n kanssa voi korvata teknisiä kestomuoveja käytettäväksi; Kun sitä käytetään yhdessä polykarbonaatin (PC) kanssa, sillä on ominaisuuksia, kuten öljynkestävyys, polttoaineen kestävyys ja iskunkestävyys, ja sitä voidaan käyttää auton korien valmistukseen; Yhdistettynä polyesteriin sen sitkeys voidaan parantaa; Lisäksi se voi olla hyvin yhteensopiva PVC:n, polyoksimetyleenin tai PVDC:n kanssa; Polyesteripolyuretaani voi olla hyvin yhteensopiva 15 % nitriilikumin tai 40 % nitriilikumin/PVC-seoksen kanssa; Polyeetteripolyuretaani voi myös olla hyvin yhteensopiva 40 % nitriilikumin/polyvinyylikloridi-seosliiman kanssa; Se voi olla myös yhteensopiva akryylinitriilistyreeni (SAN) -kopolymeerien kanssa; Se voi muodostaa interpenetrating network (IPN) -rakenteita reaktiivisten polysiloksaanien kanssa. Valtaosa edellä mainituista sekoituliimoista on jo virallisesti valmistettu.

Viime vuosina Kiinassa on tutkittu yhä enemmän TPU:n POM:n karkaisua. TPU:n ja POM:n sekoitus ei ainoastaan ​​paranna TPU:n korkeiden lämpötilojen kestävyyttä ja mekaanisia ominaisuuksia, vaan myös koventaa POM:a merkittävästi. Jotkut tutkijat ovat osoittaneet, että POM-matriisiin verrattuna POM-seos TPU:lla on siirtynyt hauraasta murtumasta sitkeäksi murtumistesteissä POM-matriisiin verrattuna. TPU:n lisääminen antaa POM:lle myös muotomuistin suorituskyvyn. POM:n kiteinen alue toimii muodon muistilejeeringin kiinteänä vaiheena, kun taas amorfisen TPU:n ja POM:n amorfinen alue toimii palautuvana vaiheena. Kun palautumisvastelämpötila on 165 ℃ ja palautumisaika 120 sekuntia, lejeeringin talteenottonopeus saavuttaa yli 95 % ja talteenottovaikutus on paras.

TPU:ta on vaikea olla yhteensopiva ei-polaaristen polymeerimateriaalien, kuten polyeteenin, polypropeenin, eteenipropeenikumin, butadieenikumin, isopreenikumin tai jätekumijauheen kanssa, eikä sitä voida käyttää hyvän suorituskyvyn omaavien komposiittien tuottamiseen. Siksi jälkimmäiseen käytetään usein pintakäsittelymenetelmiä, kuten plasma, korona, märkäkemia, pohjamaali, liekki tai reaktiivinen kaasu. Esimerkiksi American Air Products and Chemicals Company on suorittanut F2/O2-aktiivisen kaasun pintakäsittelyn ultrakorkean molekyylipainon polyeteenin hienolle jauheelle, jonka molekyylipaino on 3-5 miljoonaa, ja lisännyt sitä polyuretaanielastomeeriin suhteessa 10 %, mikä voi parantaa merkittävästi sen taivutuskerrointa, vetolujuutta ja kulutuskestävyyttä. Ja F2/O2-aktiivisen kaasun pintakäsittelyä voidaan soveltaa myös suunnattuihin pitkänomaisiin lyhyisiin kuituihin, joiden pituus on 6-35 mm, mikä voi parantaa komposiittimateriaalin jäykkyyttä ja repäisylujuutta.

Mitkä ovat TPU:n sovellusalueet?

Vuonna 1958 Goodrich Chemical Company (nykyinen Lubrizol) rekisteröi TPU-tuotemerkin Estane ensimmäistä kertaa. Viimeisten 40 vuoden aikana on ollut yli 20 tuotenimeä ympäri maailmaa, ja jokaisella tuotemerkillä on useita tuotesarjoja. Tällä hetkellä tärkeimmät TPU-raaka-aineiden valmistajat maailmassa ovat: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding jne.

Erinomaisena elastomeerina TPU:lla on laaja valikoima loppupään tuotteita, joita käytetään laajalti päivittäisissä tarpeissa, urheiluvälineissä, leluissa, koristemateriaaleissa ja muilla aloilla. Alla on muutamia esimerkkejä.

① Kengän materiaalit

TPU:ta käytetään pääasiassa kenkämateriaaleihin sen erinomaisen elastisuuden ja kulutuskestävyyden ansiosta. TPU:ta sisältävät jalkineet ovat paljon mukavampia käyttää kuin tavalliset jalkineet, joten niitä käytetään laajemmin korkealuokkaisissa jalkineissa, erityisesti joissakin urheilujalkineissa ja vapaa-ajan kengissä.

② Letkut

Pehmeyden, hyvän vetolujuuden, iskunkestävyyden ja korkeiden ja alhaisten lämpötilojen kestävyyden ansiosta TPU-letkuja käytetään laajalti Kiinassa kaasu- ja öljyletkuina mekaanisissa laitteissa, kuten lentokoneissa, tankeissa, autoissa, moottoripyörissä ja työstökoneissa.

③ Kaapeli

TPU tarjoaa repeytymiskestävyyden, kulutuskestävyyden ja taivutusominaisuudet, ja korkean ja matalan lämpötilan kestävyys ovat avain kaapelin suorituskykyyn. Joten Kiinan markkinoilla kehittyneissä kaapeleissa, kuten ohjauskaapeleissa ja virtakaapeleissa, käytetään TPU:ita monimutkaisten kaapelirakenteiden pinnoitusmateriaalien suojaamiseen, ja niiden sovellukset ovat yleistymässä.

④ Lääketieteelliset laitteet

TPU on turvallinen, vakaa ja laadukas PVC-korvausmateriaali, joka ei sisällä ftalaatteja ja muita kemiallisia haitallisia aineita ja kulkeutuu veren tai muihin nesteisiin lääketieteellisessä katetrissa tai lääkekassissa aiheuttaen sivuvaikutuksia. Lisäksi erityisesti kehitettyä suulakepuristuslaatua ja ruiskutuslaatua TPU:ta voidaan helposti käyttää pienellä virheenkorjauksella olemassa olevissa PVC-laitteissa.

⑤ Ajoneuvot ja muut kulkuvälineet

Suulakepuristamalla ja pinnoittamalla nailonkankaan molemmat puolet polyuretaanitermoplastisella elastomeerilla, voidaan valmistaa puhallettavia taistelulauttoja ja tiedustelulauttoja, jotka kuljettavat 3-15 henkilöä, ja niiden suorituskyky on paljon parempi kuin vulkanoidut kumiset puhallettavat lautat; Lasikuidulla vahvistetusta polyuretaanitermoplastisesta elastomeerista voidaan valmistaa korin osia, kuten valettuja osia itse auton molemmille puolille, ovien päällysteitä, puskureita, kitkanestoliuskoja ja säleiköitä.