I 1958 registrerede Goodrich Chemical Company (nu omdøbt til Lubrizol) TPU-mærket Estane for første gang. I løbet af de sidste 40 år har der været mere end 20 mærkenavne verden over, og hvert mærke har flere produktserier. I øjeblikket omfatter producenterne af TPU-råmaterialer primært BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical osv.
1. kategori af TPU
Ifølge den bløde segmentstruktur kan den opdeles i polyestertype, polyethertype og butadientype, som henholdsvis indeholder en estergruppe, ethergruppe eller butengruppe.
Ifølge den hårde segmentstruktur kan den opdeles i urethan-type og urethan-urea-type, som henholdsvis opnås fra ethylenglycol-kædeforlængere eller diamin-kædeforlængere. Den almindelige klassificering er opdelt i polyester-type og polyether-type.
Afhængigt af tilstedeværelsen eller fraværet af tværbinding kan den opdeles i ren termoplast og semitermoplast.
Førstnævnte har en ren lineær struktur og ingen tværbindinger; sidstnævnte indeholder en lille mængde tværbundne bindinger, såsom allofansyreester.
I henhold til anvendelsen af færdige produkter kan de opdeles i profilerede dele (forskellige maskinelementer), rør (kapper, stangprofiler), film (ark, tynde plader), klæbemidler, belægninger, fibre osv.
2. Syntese af TPU
TPU tilhører polyurethan med hensyn til molekylær struktur. Så hvordan aggregerer det?
Ifølge forskellige synteseprocesser er den hovedsageligt opdelt i bulkpolymerisation og opløsningspolymerisation.
Ved bulkpolymerisation kan den også opdeles i præpolymerisationsmetode og et-trinsmetode baseret på tilstedeværelsen eller fraværet af præreaktion:
Præpolymerisationsmetoden involverer omsætning af diisocyanat med makromolekylære dioler i en vis periode, før der tilsættes kædeforlængelse for at producere TPU;
Ettrinsmetoden involverer samtidig blanding og omsætning af makromolekylære dioler, diisocyanater og kædeforlængere for at danne TPU.
Opløsningspolymerisation involverer først opløsning af diisocyanat i et opløsningsmiddel, derefter tilsætning af makromolekylære dioler for at reagere i en vis periode, og endelig tilsætning af kædeforlængere for at danne TPU.
Typen af TPU-blødt segment, molekylvægt, indhold af hårde eller bløde segmenter og TPU-aggregeringstilstand kan påvirke TPU's densitet, med en densitet på cirka 1,10-1,25, og der er ingen signifikant forskel sammenlignet med andre gummier og plasttyper.
Ved samme hårdhed er densiteten af polyether-type TPU lavere end densiteten af polyester-type TPU.
3. Bearbejdning af TPU
TPU-partikler kræver forskellige processer for at danne det endelige produkt, primært ved hjælp af smelte- og opløsningsmetoder til TPU-forarbejdning.
Smelteprocessing er en almindeligt anvendt proces i plastindustrien, såsom blanding, valsning, ekstrudering, blæsestøbning og støbning;
Opløsningsforarbejdning er processen med at fremstille en opløsning ved at opløse partikler i et opløsningsmiddel eller direkte polymerisere dem i et opløsningsmiddel og derefter coate, spinde osv.
Det endelige produkt fremstillet af TPU kræver generelt ikke vulkaniserings-tværbindingsreaktion, hvilket kan forkorte produktionscyklussen og genbruge affaldsmaterialer.
4. TPU's ydeevne
TPU har høj modulus, høj styrke, høj forlængelse og elasticitet, fremragende slidstyrke, oliebestandighed, lav temperaturbestandighed og ældningsbestandighed.
Høj trækstyrke, høj forlængelse og lav permanent kompressionsdeformationsrate ved lang tid er alle betydelige fordele ved TPU.
XiaoU vil primært uddybe de mekaniske egenskaber ved TPU ud fra aspekter som trækstyrke og forlængelse, modstandsdygtighed, hårdhed osv.
Høj trækstyrke og høj forlængelse
TPU har fremragende trækstyrke og forlængelse. Ud fra dataene i figuren nedenfor kan vi se, at trækstyrken og forlængelsen af polyether-TPU er meget bedre end for polyvinylchloridplast og -gummi.
Derudover kan TPU opfylde fødevareindustriens krav med få eller ingen tilsætningsstoffer under forarbejdningen, hvilket også er vanskeligt for andre materialer som PVC og gummi at opnå.
Modstandsdygtighed er meget følsom over for temperatur
TPU's modstandsdygtighed refererer til den grad, hvormed det hurtigt genvinder sin oprindelige tilstand, efter at deformationsspændingen er lettet, udtrykt som genvindingsenergi, hvilket er forholdet mellem deformationsretraktionsarbejde og det arbejde, der kræves for at producere deformation. Det er en funktion af det dynamiske modul og den indre friktion i et elastisk legeme og er meget følsomt over for temperatur.
Rebounden aftager med temperaturfaldet indtil en vis temperatur, og elasticiteten stiger hurtigt igen. Denne temperatur er krystallisationstemperaturen for det bløde segment, som bestemmes af strukturen af den makromolekylære diol. Polyethertype TPU er lavere end polyestertype TPU. Ved temperaturer under krystallisationstemperaturen bliver elastomeren meget hård og mister sin elasticitet. Derfor svarer elasticiteten til en rebound fra overfladen af et hårdt metal.
Hårdhedsområdet er Shore A60-D80
Hårdhed er en indikator for et materiales evne til at modstå deformation, ridser og slid.
TPU's hårdhed måles normalt ved hjælp af Shore A- og Shore D-hårdhedsmålere, hvor Shore A bruges til blødere TPU'er og Shore D til hårdere TPU'er.
TPU's hårdhed kan justeres ved at justere andelen af bløde og hårde kædesegmenter. Derfor har TPU et relativt bredt hårdhedsområde, der spænder fra Shore A60-D80, og spænder over hårdheden af gummi og plastik, og har høj elasticitet i hele hårdhedsområdet.
Efterhånden som hårdheden ændrer sig, kan nogle af TPU's egenskaber ændre sig. For eksempel vil en forøgelse af TPU's hårdhed resultere i ændringer i ydeevnen, såsom øget trækmodul og rivestyrke, øget stivhed og trykspænding (belastningskapacitet), nedsat forlængelse, øget densitet og dynamisk varmeudvikling samt øget miljømodstand.
5. Anvendelse af TPU
Som en fremragende elastomer har TPU en bred vifte af downstream-produktretninger og er meget anvendt i daglige fornødenheder, sportsartikler, legetøj, dekorative materialer og andre områder.
Skomaterialer
TPU bruges primært til skomaterialer på grund af dets fremragende elasticitet og slidstyrke. Fodtøjsprodukter, der indeholder TPU, er meget mere behagelige at have på end almindeligt fodtøj, så de bruges mere udbredt i eksklusive fodtøjsprodukter, især nogle sportssko og fritidssko.
slange
På grund af sin blødhed, gode trækstyrke, slagstyrke og modstandsdygtighed over for høje og lave temperaturer, er TPU-slanger meget udbredt i Kina som gas- og olieslanger til mekanisk udstyr såsom fly, tanke, biler, motorcykler og værktøjsmaskiner.
kabel
TPU giver rivestyrke, slidstyrke og bøjningsegenskaber, hvor høj- og lavtemperaturresistens er nøglen til kabelydelse. Så på det kinesiske marked bruger avancerede kabler såsom styrekabler og strømkabler TPU til at beskytte belægningsmaterialerne i komplekse kabeldesign, og deres anvendelser bliver stadig mere udbredte.
Medicinsk udstyr
TPU er et sikkert, stabilt og PVC-erstatningsmateriale af høj kvalitet, som ikke indeholder ftalater og andre kemisk skadelige stoffer, og som vil migrere til blodet eller andre væsker i det medicinske kateter eller den medicinske pose og forårsage bivirkninger. Det er også en specialudviklet TPU af ekstruderings- og injektionskvalitet.
film
TPU-film er en tynd film fremstillet af TPU-granulatmateriale gennem særlige processer som valsning, støbning, blæsning og belægning. På grund af dens høje styrke, slidstyrke, gode elasticitet og vejrbestandighed anvendes TPU-film i vid udstrækning inden for industrier, skomaterialer, beklædningsgenstande, bilindustrien, kemi, elektronik, medicin og andre områder.
Opslagstidspunkt: 05. feb. 2020