TPU er en polyurethan -termoplastisk elastomer, som er en multifase -blokcopolymer sammensat af diisocyanater, polyoler og kædeforlængere. Som en højtydende elastomer har TPU en bred vifte af nedstrøms produktretninger og er vidt brugt i daglige fornødenheder, sportsudstyr, legetøj, dekorative materialer og andre felter, såsom sko materialer, slanger, kabler, medicinsk udstyr osv.
På nuværende tidspunkt inkluderer de vigtigste TPU -råmaterialeproducenter BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua nye materialerog så videre. Med layout og kapacitetsudvidelse af indenlandske virksomheder er TPU -industrien i øjeblikket meget konkurrencedygtig. I området avanceret applikation er det dog stadig afhængig af import, som også er et område, som Kina har brug for for at opnå gennembrud i. Lad os tale om de fremtidige markedsudsigter for TPU-produkter.
1. Superkritisk skummende E-TPU
I 2012 udviklede Adidas og BASF i fællesskab den løbende sko -mærke EnergyBoost, der bruger skummet TPU (handelsnavn Infinergy) som mellemsålsmaterialet. På grund af brugen af polyether TPU med en land en hårdhed på 80-85 som underlaget, sammenlignet med Eva Mellemoles, kan skummet TPU-mellemliggende stadig opretholde god elasticitet og blødhed i miljøer under 0 ℃, hvilket forbedrer komforten og er vidt anerkendt på markedet.
2. fiberforstærket modificeret TPU -kompositmateriale
TPU har god påvirkningsmodstand, men i nogle anvendelser kræves høj elastisk modul og meget hårde materialer. Glasfiberforstærkningsmodifikation er en almindeligt anvendt teknik til at øge den elastiske modul af materialer. Gennem modifikation kan termoplastiske sammensatte materialer med mange fordele såsom høj elastisk modul, god isolering, stærk varmemodstand, god elastisk genopretningspræstation, god korrosionsbestandighed, påvirkningsmodstand, lav ekspansionskoefficient og dimensionel stabilitet opnås.
BASF har introduceret en teknologi til fremstilling af høj modulfiberglasforstærket TPU ved hjælp af glas korte fibre i sit patent. En TPU med en land D-hårdhed på 83 blev syntetiseret ved at blande polytetrafluorethylenglycol (PTMEG, Mn = 1000), MDI og 1,4-butandiol (BDO) med 1,3-propanediol som råmaterialer. Denne TPU blev sammensat med glasfiber i et masseforhold på 52:48 for at opnå et sammensat materiale med en elastisk modul på 18,3 GPa og en trækstyrke på 244 MPa.
Foruden glasfiber er der også rapporter om produkter, der bruger carbonfiberkomposit TPU, såsom Covestro's Maezio Carbon Fiber/TPU -kompositplade, som har en elastisk modul på op til 100GPa og en lavere densitet end metaller.
3. Halogen fri flammehæmmende TPU
TPU har høj styrke, høj sejhed, fremragende slidstyrke og andre egenskaber, hvilket gør det til et meget passende kappemateriale til ledninger og kabler. Men inden for applikationsfelter, såsom opladningsstationer, kræves højere flammehæmning. Der er generelt to måder at forbedre den flammehæmmende ydeevne af TPU. Den ene er reaktiv flammehæmmende modifikation, som involverer indførelse af flammehæmmende materialer, såsom polyoler eller isocyanater, der indeholder fosfor, nitrogen og andre elementer i syntesen af TPU gennem kemisk binding; Den anden er additiv flammehæmmende modifikation, som involverer anvendelse af TPU som substrat og tilsætning af flammehæmmere til smelteblanding.
Reaktiv modifikation kan ændre strukturen af TPU, men når mængden af additiv flammehæmmende er stor, falder styrken af TPU, forværres behandlingsydelsen, og tilføjelse af et lille beløb kan ikke opnå det krævede flammehæmmende niveau. I øjeblikket er der ikke noget kommercielt tilgængeligt højt flammehæmmende produkt, der virkelig kan opfylde anvendelsen af ladestationer.
Tidligere Bayer Materialscience (nu Kostron) introducerede engang et organisk fosfor indeholdende polyol (IHPO) baseret på phosphinoxid i et patent. Polyether TPU syntetiseret fra IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI og BDO udviser fremragende flammehæmning og mekaniske egenskaber. Ekstruderingsprocessen er glat, og produktets overflade er glat.
Tilsætning af halogenfri flammehæmmere er i øjeblikket den mest almindeligt anvendte tekniske rute til fremstilling af halogenfri flammehæmmende TPU. Generelt anvendes fosforbaseret, nitrogenbaseret, siliciumbaseret, borbaserede flammehæmmere, eller metalhydroxider bruges som flammehæmmere. På grund af den iboende antændelighed af TPU kræves det ofte en flammehæmmende påfyldningsmængde på mere end 30% for at danne et stabilt flammehæmmende lag under forbrænding. Men når mængden af tilsat flammehæmmende er stor, er flammehæmmende ujævnt spredt i TPU -substratet, og de mekaniske egenskaber ved flammehæmmende TPU er ikke ideelle, som også begrænser dens anvendelse og promovering inden for felter som slanger, film og kabler.
BASFs patent introducerer en flammehæmmende TPU-teknologi, der blander melamin-polyphosphat og et fosfor indeholdende derivat af fosfinsyre som flammehæmmere med TPU med en vægtgennemsnitlig molekylvægt større end 150 kDa. Det blev konstateret, at flammehæmmende ydeevne var markant forbedret, mens den opnåede høj trækstyrke.
For yderligere at forbedre materialets trækstyrke introducerer BASFs patent en metode til fremstilling af tværbindingsagent masterbatch indeholdende isocyanater. Tilføjelse af 2% af denne type masterbatch til en sammensætning, der opfylder UL94V-0-flammehæmmende krav, kan øge trækstyrken for materialet fra 35MPa til 40MPa, mens V-0 flammehæmmende ydelse opretholder V-0-flammehæmmende ydelse.
For at forbedre den varme aldringsmodstand af flammehæmmende TPULinghua nyt materialevirksomhedIntroducerer også en metode til anvendelse af overfladebelagte metalhydroxider som flammehæmmere. For at forbedre hydrolysemodstanden for flammehæmmende TPU,Linghua nyt materialevirksomhedintroducerede metalcarbonat på grundlag af tilsætning af melaminflammehæmmende i en anden patentanvendelse.
4. TPU til beskyttelsesfilm til bilindustrien
Beskyttelsesfilm til bilmaling er en beskyttende film, der isolerer malingsoverfladen fra luften efter installationen, forhindrer sur regn, oxidation, ridser og giver langvarig beskyttelse af malingsoverfladen. Dens hovedfunktion er at beskytte bilmalingsoverfladen efter installationen. Malingsbeskyttelsesfilmen består generelt af tre lag med en selvhelende belægning på overfladen, en polymerfilm i midten og et akryltrykfølsomt klæbemiddel på det nederste lag. TPU er et af de vigtigste materialer til fremstilling af mellemliggende polymerfilm.
Ydelseskravene til TPU, der bruges i malingsbeskyttelsesfilm, er som følger: ridsemodstand, høj gennemsigtighed (lys transmission> 95%), lavtemperaturfleksibilitet, høj-temperaturresistens, trækstyrke> 50MPa, forlængelse> 400%og land et hårdhedsområde på 87-93; Den vigtigste præstation er vejrbestandighed, der inkluderer modstand mod UV -aldring, termisk oxidativ nedbrydning og hydrolyse.
De i øjeblikket modne produkter er alifatiske TPu fremstillet fra dicyclohexyl -diisocyanat (H12MDI) og polycaprolacton -diol som råvarer. Almindelig aromatisk TPU bliver synligt gul efter en dag med UV -bestråling, mens alifatisk TPU, der bruges til bilindpakning, kan opretholde sin gulende koefficient uden væsentlige ændringer under de samme betingelser.
Poly (ε - caprolacton) TPU har en mere afbalanceret ydeevne sammenlignet med polyether og polyester TPU. På den ene side kan den udvise fremragende tårebestandighed af almindelig polyester TPU, mens den på den anden side også viser enestående lav komprimering permanent deformation og høj rebound -ydeevne af polyether TPU, hvilket således bruges i vid udstrækning på markedet.
På grund af forskellige krav til produktomkostningseffektivitet efter markedssegmentering, med forbedring af overfladebelægningsteknologi og klæbende formeljusteringsevne, er der også en chance for, at polyether eller almindelig polyester H12MDI alifatisk TPU skal anvendes til at male beskyttelsesfilm i fremtiden.
5. Biobaseret TPU
Den almindelige metode til fremstilling af biobaseret TPU er at introducere biobaserede monomerer eller mellemprodukter under polymerisationsprocessen, såsom biobaserede isocyanater (såsom MDI, PDI), biobaserede polyoler osv. Blandt dem er biobaserede isocyanater relativt sjældne på markedet, mens biobaserede polyoler er mere almindelige.
Med hensyn til biobaserede isocyanater, allerede i 2000, har BASF, Covestro og andre investeret en stor indsats i PDI-forskning, og den første batch af PDI-produkter blev sat på markedet i 2015-2016. Wanhua Chemical har udviklet 100% biobaserede TPU -produkter ved hjælp af biobaseret PDI fremstillet af majsstover.
Med hensyn til biobaserede polyoler inkluderer det biobaseret polytetrafluoroethylen (PTMEG), biobaseret 1,4-butandiol (BDO), biobaserede 1,3-propanediol (BO), biobaseret polyesterpolyoler, biobaseret polyether polyoler osv.
På nuværende tidspunkt har flere TPU -producenter lanceret biobaseret TPU, hvis ydelse er sammenlignelig med traditionel petrokemisk baseret TPU. Den største forskel mellem disse biobaserede TPU'er ligger i niveauet af biobaseret indhold, generelt fra 30% til 40%, hvor nogle endda opnåede højere niveauer. Sammenlignet med traditionel petrokemisk baseret TPU har BIO -baseret TPU fordele såsom reduktion af kulstofemissioner, bæredygtig regenerering af råvarer, grøn produktion og ressourcebevaring. BASF, covestro, smørizol, Wanhua Chemical ogLinghua nye materialerHar lanceret deres biobaserede TPU -mærker, og kulstofreduktion og bæredygtighed er også nøgleanvisninger for TPU -udvikling i fremtiden.
Posttid: Aug-09-2024