Το 1958, η Goodrich Chemical Company (Now Prenamed Lubrizol) κατέγραψε για πρώτη φορά το εμπορικό σήμα TPU Estane. Τα τελευταία 40 χρόνια, υπήρξαν περισσότερα από 20 εμπορικά σήματα σε όλο τον κόσμο και κάθε μάρκα διαθέτει αρκετές σειρές προϊόντων. Επί του παρόντος, οι κατασκευαστές πρώτων υλών TPU περιλαμβάνουν κυρίως BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, κλπ.
1 、 Κατηγορία TPU
Σύμφωνα με τη δομή του μαλακού τμήματος, μπορεί να χωριστεί σε τύπο πολυεστέρας, τύπου πολυαιθέρας και τύπου βουταδιενίου, οι οποίοι περιέχουν αντίστοιχα ομάδα εστέρα, ομάδα αιθέρα ή ομάδα βουτείου.
Σύμφωνα με τη δομή του σκληρού τμήματος, μπορεί να χωριστεί σε τύπο ουρεθάνης και τύπου ουρεθάνης, οι οποίες λαμβάνονται αντίστοιχα από εκτάσεις αλυσίδας αιθυλενογλυκόλης ή εκτάκτες αλυσίδας διαμίνης. Η κοινή ταξινόμηση χωρίζεται σε τύπο πολυεστέρα και τύπου πολυαιθέρα.
Σύμφωνα με την παρουσία ή την απουσία διασταυρούμενης σύνδεσης, μπορεί να χωριστεί σε καθαρή θερμοπλαστική και ημι-θερμοπλαστική.
Ο πρώτος έχει μια καθαρή γραμμική δομή και χωρίς δεσμούς διασταυρούμενης σύνδεσης. Το τελευταίο περιέχει μια μικρή ποσότητα διασυνδεδεμένων δεσμών όπως ο αλφανικός εστέρας οξέος.
Σύμφωνα με τη χρήση τελικών προϊόντων, μπορούν να χωριστούν σε τμήματα προφίλ (διάφορα στοιχεία μηχανής), σωλήνες (θήκες, προφίλ μπαρ), ταινίες (φύλλα, λεπτές πλάκες), συγκολλητικά, επικαλύψεις, ίνες κ.λπ.
2 、 Σύνθεση TPU
Η TPU ανήκει στην πολυουρεθάνη όσον αφορά τη μοριακή δομή. Λοιπόν, πώς συσσωρεύτηκε;
Σύμφωνα με διαφορετικές διαδικασίες σύνθεσης, διαιρείται κυρίως σε χύδην πολυμερισμό και πολυμερισμό διαλύματος.
Σε χύδην πολυμερισμό, μπορεί επίσης να χωριστεί σε μέθοδο προ-πολυμερισμού και μέθοδο ενός βήματος που βασίζεται στην παρουσία ή απουσία προ-αντίδρασης:
Η μέθοδος προπολυμερισμού περιλαμβάνει την αντίδραση του διισοκυανικού με μακρομοριακά διόλες για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα πριν από την προσθήκη επέκτασης της αλυσίδας για την παραγωγή TPU.
Η μέθοδος ενός σταδίου περιλαμβάνει ταυτόχρονα ανάμειξη και αντίδραση μακρομοριακών διόλων, διισοκυανικών και εκτατών αλυσίδας για να σχηματίσουν TPU.
Ο πολυμερισμός διαλύματος περιλαμβάνει την πρώτη διάλυση διισοκυανικού σε διαλύτη, στη συνέχεια προσθέτοντας μακρομοριακά διόλες για να αντιδράσει για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και τελικά προσθέτοντας τους extenders της αλυσίδας για τη δημιουργία TPU.
Ο τύπος του μαλακού τμήματος TPU, του μοριακού βάρους, του σκληρού ή μαλακού περιεχομένου του τμήματος και της κατάστασης συσσωμάτωσης TPU μπορεί να επηρεάσει την πυκνότητα της TPU, με πυκνότητα περίπου 1,10-1,25 και δεν υπάρχει σημαντική διαφορά σε σύγκριση με άλλα καουτσούκ και πλαστικά.
Με την ίδια σκληρότητα, η πυκνότητα του πολυαιθέρα τύπου TPU είναι χαμηλότερη από εκείνη του τύπου πολυεστέρα TPU.
3 、 Επεξεργασία της TPU
Τα σωματίδια TPU απαιτούν διάφορες διεργασίες για να σχηματίσουν το τελικό προϊόν, χρησιμοποιώντας κυρίως μεθόδους τήξης και λύσης για την επεξεργασία TPU.
Η επεξεργασία τήξης είναι μια συνήθως χρησιμοποιούμενη διαδικασία στην πλαστική βιομηχανία, όπως η ανάμειξη, η κυλίνδρους, η εξώθηση, η χύτευση με το χτύπημα και η χύτευση.
Η επεξεργασία του διαλύματος είναι η διαδικασία παρασκευής ενός διαλύματος διαλύοντας τα σωματίδια σε έναν διαλύτη ή άμεσα πολυμερισμό τους σε έναν διαλύτη και στη συνέχεια επικάλυψη, περιστροφή και ούτω καθεξής.
Το τελικό προϊόν που παρασκευάζεται από TPU γενικά δεν απαιτεί αντίδραση διασταύρωσης βουλκανισμού, η οποία μπορεί να συντομεύσει τον κύκλο παραγωγής και να ανακυκλώνει τα απόβλητα.
4 、 απόδοση του TPU
Η TPU έχει υψηλό μέτρο, υψηλή αντοχή, υψηλή επιμήκυνση και ελαστικότητα, εξαιρετική αντοχή στη φθορά, αντοχή στο πετρέλαιο, αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας και αντίσταση γήρανσης.
Υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, υψηλή επιμήκυνση και χαμηλή μακροχρόνια συμπίεση μόνιμο ποσοστό παραμόρφωσης είναι όλα σημαντικά πλεονεκτήματα της TPU.
Το Xiaou θα επεξεργαστεί κυρίως τις μηχανικές ιδιότητες της TPU από πτυχές όπως η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση, η ανθεκτικότητα, η σκληρότητα κλπ.
Υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό και υψηλή επιμήκυνση
Η TPU έχει εξαιρετική αντοχή σε εφελκυσμό και επιμήκυνση. Από τα δεδομένα στο παρακάτω σχήμα, μπορούμε να δούμε ότι η αντοχή εφελκυσμού και η επιμήκυνση του πολυαιθερικού τύπου TPU είναι πολύ καλύτερες από αυτές του πλαστικού και του καουτσούκ πολυβινυλίου.
Επιπλέον, η TPU μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της βιομηχανίας τροφίμων με ελάχιστα ή καθόλου πρόσθετα που προστίθενται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, πράγμα που είναι επίσης δύσκολο για άλλα υλικά όπως το PVC και το καουτσούκ για να επιτευχθεί.
Η ανθεκτικότητα είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία
Η ανθεκτικότητα της TPU αναφέρεται στο βαθμό στον οποίο ανακάμπτει γρήγορα στην αρχική του κατάσταση μετά την ανακουφισμένη τάση παραμόρφωσης, εκφράζεται ως ενέργεια ανάκτησης, η οποία είναι η αναλογία των εργασιών απόσυρσης παραμόρφωσης με την εργασία που απαιτείται για την παραμόρφωση της παραμόρφωσης. Είναι συνάρτηση του δυναμικού συντελεστή και της εσωτερικής τριβής ενός ελαστικού σώματος και είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία.
Η ανάκαμψη μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας μέχρι μια ορισμένη θερμοκρασία και η ελαστικότητα αυξάνεται ταχέως ξανά. Αυτή η θερμοκρασία είναι η θερμοκρασία κρυστάλλωσης του μαλακού τμήματος, η οποία προσδιορίζεται από τη δομή του μακρομοριακού διόλης. Το TPU τύπου Polyether είναι χαμηλότερος από τον τύπο πολυεστέρα TPU. Σε θερμοκρασίες κάτω από τη θερμοκρασία κρυστάλλωσης, το ελαστομερές γίνεται πολύ σκληρό και χάνει την ελαστικότητά του. Ως εκ τούτου, η ανθεκτικότητα είναι παρόμοια με μια ανάκαμψη από την επιφάνεια ενός σκληρού μετάλλου.
Το εύρος σκληρότητας είναι η ακτή A60-D80
Η σκληρότητα είναι ένας δείκτης της ικανότητας ενός υλικού να αντιστέκεται στην παραμόρφωση, τη βαθμολόγηση και το ξύσιμο.
Η σκληρότητα της TPU μετράται συνήθως με τη χρήση των δοκιμαστών σκληρότητας της ακτής Α και της ακτής D, με την ακτή Α που χρησιμοποιείται για μαλακότερα TPU και Shore D που χρησιμοποιούνται για σκληρότερα TPUs.
Η σκληρότητα της TPU μπορεί να ρυθμιστεί ρυθμίζοντας την αναλογία των περιοχών μαλακής και σκληρής αλυσίδας. Ως εκ τούτου, η TPU έχει σχετικά ευρεία γκάμα σκληρότητας, που κυμαίνεται από την ακτή A60-D80, που εκτείνεται στη σκληρότητα του καουτσούκ και του πλαστικού, και έχει υψηλή ελαστικότητα σε ολόκληρο το εύρος σκληρότητας.
Καθώς η σκληρότητα αλλάζει, ορισμένες ιδιότητες της TPU μπορεί να αλλάξουν. Για παράδειγμα, η αύξηση της σκληρότητας της TPU θα έχει ως αποτέλεσμα αλλαγές απόδοσης, όπως αυξημένο μέτρο εφελκυσμού και αντοχή σε δάκρυ, αυξημένη ακαμψία και συμπιεστική τάση (χωρητικότητα φορτίου), μειωμένη επιμήκυνση, αυξημένη πυκνότητα και δυναμική παραγωγή θερμότητας και αυξημένη περιβαλλοντική αντίσταση.
5 、 Εφαρμογή του TPU
Ως εξαιρετικό ελαστομερές, η TPU διαθέτει ένα ευρύ φάσμα κατευθύνσεων του προϊόντος κατάντη και χρησιμοποιείται ευρέως σε καθημερινές ανάγκες, αθλητικά είδη, παιχνίδια, διακοσμητικά υλικά και άλλα πεδία.
Υλικά υποδημάτων
Το TPU χρησιμοποιείται κυρίως για υλικά παπουτσιών λόγω της εξαιρετικής ελαστικότητας και της αντίστασης φθοράς. Τα προϊόντα υποδημάτων που περιέχουν TPU είναι πολύ πιο άνετα να φορούν από τα κανονικά προϊόντα υποδημάτων, επομένως χρησιμοποιούνται ευρύτερα σε προϊόντα υποδημάτων υψηλής ποιότητας, ειδικά μερικά αθλητικά παπούτσια και casual παπούτσια.
μανίκα
Λόγω της απαλότητας, της καλής αντοχής εφελκυσμού, της αντοχής στην κρούση και της αντίστασης σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, οι εύκαμπτοι σωλήνες TPU χρησιμοποιούνται ευρέως στην Κίνα ως εύκαμπτες σωλήνες αερίου και πετρελαίου για μηχανικό εξοπλισμό, όπως αεροσκάφη, δεξαμενές, αυτοκίνητα, μοτοσικλέτες και μηχανήματα.
καλώδιο
Το TPU παρέχει αντίσταση δακρύων, αντίστασης φθοράς και χαρακτηριστικά κάμψης, με υψηλή και χαμηλή αντοχή στη θερμοκρασία να είναι το κλειδί για την απόδοση του καλωδίου. Έτσι, στην κινεζική αγορά, τα προηγμένα καλώδια όπως τα καλώδια ελέγχου και τα καλώδια ισχύος χρησιμοποιούν TPUs για την προστασία των υλικών επικάλυψης σύνθετων καλωδίων και οι εφαρμογές τους γίνονται όλο και πιο διαδεδομένες.
Ιατρικές συσκευές
Το TPU είναι ένα ασφαλές, σταθερό και υψηλής ποιότητας υποκατάστατο υλικό PVC, το οποίο δεν θα περιέχει φθαλικό και άλλες χημικές επιβλαβείς ουσίες και θα μεταναστεύσει στο αίμα ή σε άλλα υγρά στον ιατρικό καθετήρα ή την ιατρική τσάντα για να προκαλέσει παρενέργειες. Είναι επίσης μια ειδικά αναπτυγμένη TPU βαθμού εξώθησης και έγχυσης.
ταινία
Η ταινία TPU είναι μια λεπτή μεμβράνη που κατασκευάζεται από κοκκώδη υλικό TPU μέσω ειδικών διεργασιών όπως κυλίνδρους, χύτευση, φυσώντας και επικάλυψη. Λόγω της υψηλής αντοχής, της αντοχής στη φθορά, της καλής ελαστικότητας και της αντοχής του καιρού, οι ταινίες TPU χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες, υλικά υποδημάτων, τοποθέτηση ενδυμάτων, αυτοκινητοβιομηχανία, χημικά, ηλεκτρονικά, ιατρικά και άλλα πεδία.
Χρόνος δημοσίευσης: Φεβ-05-2020