Το 1958, η Goodrich Chemical Company (τώρα μετονομάστηκε σε Lubrizol) κατοχύρωσε για πρώτη φορά το εμπορικό σήμα TPU Estane.Τα τελευταία 40 χρόνια, υπήρξαν περισσότερες από 20 επωνυμίες σε όλο τον κόσμο και κάθε μάρκα έχει πολλές σειρές προϊόντων.Επί του παρόντος, οι κατασκευαστές πρώτων υλών TPU περιλαμβάνουν κυρίως τις BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical κ.λπ.
1, Κατηγορία TPU
Σύμφωνα με τη δομή του μαλακού τμήματος, μπορεί να χωριστεί σε τύπο πολυεστέρα, τύπο πολυαιθέρα και τύπο βουταδιενίου, οι οποίοι αντίστοιχα περιέχουν εστερική ομάδα, αιθερική ομάδα ή ομάδα βουτενίου.
Σύμφωνα με τη δομή του σκληρού τμήματος, μπορεί να χωριστεί σε τύπο ουρεθάνης και τύπο ουρίας ουρεθάνης, οι οποίοι λαμβάνονται αντίστοιχα από επεκτατικά αλυσίδας αιθυλενογλυκόλης ή επεκτατικά αλυσίδας διαμίνης.Η κοινή ταξινόμηση χωρίζεται σε τύπο πολυεστέρα και τύπο πολυαιθέρα.
Ανάλογα με την παρουσία ή την απουσία διασύνδεσης, μπορεί να χωριστεί σε καθαρό θερμοπλαστικό και ημιθερμοπλαστικό.
Το πρώτο έχει καθαρή γραμμική δομή και χωρίς διασταυρούμενους δεσμούς.Το τελευταίο περιέχει μια μικρή ποσότητα διασταυρούμενων δεσμών όπως ο εστέρας του αλλοφανικού οξέος.
Ανάλογα με τη χρήση των τελικών προϊόντων, μπορούν να χωριστούν σε προφίλ (διάφορα στοιχεία μηχανής), σωλήνες (θηκάρια, προφίλ ράβδων), μεμβράνες (φύλλα, λεπτές πλάκες), κόλλες, επιστρώσεις, ίνες κ.λπ.
2, Σύνθεση TPU
Η TPU ανήκει στην πολυουρεθάνη ως προς τη μοριακή δομή.Λοιπόν, πώς συγκεντρώθηκε;
Σύμφωνα με διαφορετικές διαδικασίες σύνθεσης, χωρίζεται κυρίως σε πολυμερισμό χύδην και πολυμερισμό διαλύματος.
Στον χύδην πολυμερισμό, μπορεί επίσης να χωριστεί σε μέθοδο προπολυμερισμού και μέθοδο ενός σταδίου με βάση την παρουσία ή την απουσία προ-αντίδρασης:
Η μέθοδος προπολυμερισμού περιλαμβάνει την αντίδραση διισοκυανικού με μακρομοριακές διόλες για ορισμένο χρονικό διάστημα πριν από την προσθήκη επέκτασης αλυσίδας για την παραγωγή TPU.
Η μέθοδος ενός σταδίου περιλαμβάνει την ταυτόχρονη ανάμιξη και αντίδραση μακρομοριακών διολών, διισοκυανικών και επεκτατών αλυσίδας για να σχηματιστεί TPU.
Ο πολυμερισμός διαλύματος περιλαμβάνει πρώτα τη διάλυση διισοκυανικού σε έναν διαλύτη, στη συνέχεια την προσθήκη μακρομοριακών διολών για να αντιδράσουν για μια ορισμένη χρονική περίοδο και, τέλος, την προσθήκη επεκτατών αλυσίδας για τη δημιουργία TPU.
Ο τύπος του μαλακού τμήματος TPU, το μοριακό βάρος, το περιεχόμενο σκληρού ή μαλακού τμήματος και η κατάσταση συσσωμάτωσης TPU μπορούν να επηρεάσουν την πυκνότητα του TPU, με πυκνότητα περίπου 1,10-1,25, και δεν υπάρχει σημαντική διαφορά σε σύγκριση με άλλα ελαστικά και πλαστικά.
Στην ίδια σκληρότητα, η πυκνότητα του πολυαιθερικού τύπου TPU είναι χαμηλότερη από αυτή του πολυεστερικού τύπου TPU.
3, Επεξεργασία TPU
Τα σωματίδια TPU απαιτούν διάφορες διεργασίες για να σχηματίσουν το τελικό προϊόν, κυρίως χρησιμοποιώντας μεθόδους τήξης και διαλύματος για την επεξεργασία TPU.
Η επεξεργασία τήξης είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία πλαστικών, όπως η ανάμειξη, η έλαση, η εξώθηση, η χύτευση με εμφύσηση και η χύτευση.
Η επεξεργασία διαλύματος είναι η διαδικασία παρασκευής ενός διαλύματος με διάλυση σωματιδίων σε έναν διαλύτη ή απευθείας πολυμερισμό τους σε έναν διαλύτη και στη συνέχεια επικάλυψη, περιδίνηση κ.λπ.
Το τελικό προϊόν που κατασκευάζεται από TPU γενικά δεν απαιτεί αντίδραση διασταυρούμενης σύνδεσης βουλκανισμού, η οποία μπορεί να συντομεύσει τον κύκλο παραγωγής και να ανακυκλώσει τα απόβλητα υλικά.
4, Απόδοση TPU
Το TPU έχει υψηλό συντελεστή, υψηλή αντοχή, υψηλή επιμήκυνση και ελαστικότητα, εξαιρετική αντοχή στη φθορά, αντοχή στο λάδι, αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία και αντοχή στη γήρανση.
Η υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό, η υψηλή επιμήκυνση και ο χαμηλός ρυθμός μόνιμης παραμόρφωσης μακροπρόθεσμης συμπίεσης είναι όλα σημαντικά πλεονεκτήματα του TPU.
Το XiaoU θα αναπτύξει κυρίως τις μηχανικές ιδιότητες του TPU από πτυχές όπως η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση, η ελαστικότητα, η σκληρότητα κ.λπ.
Υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό και υψηλή επιμήκυνση
Το TPU έχει εξαιρετική αντοχή σε εφελκυσμό και επιμήκυνση.Από τα δεδομένα στο παρακάτω σχήμα, μπορούμε να δούμε ότι η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση του πολυαιθερικού τύπου TPU είναι πολύ καλύτερες από εκείνες του πλαστικού και του καουτσούκ από πολυβινυλοχλωρίδιο.
Επιπλέον, το TPU μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της βιομηχανίας τροφίμων με ελάχιστα ή καθόλου πρόσθετα που προστίθενται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, κάτι που είναι επίσης δύσκολο για άλλα υλικά όπως το PVC και το καουτσούκ.
Η ελαστικότητα είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία
Η ελαστικότητα του TPU αναφέρεται στον βαθμό στον οποίο επανέρχεται γρήγορα στην αρχική του κατάσταση μετά την εκτόνωση της τάσης παραμόρφωσης, εκφραζόμενη ως ενέργεια ανάκτησης, η οποία είναι η αναλογία του έργου ανάσυρσης της παραμόρφωσης προς το έργο που απαιτείται για την παραγωγή παραμόρφωσης.Είναι συνάρτηση του δυναμικού συντελεστή και της εσωτερικής τριβής ενός ελαστικού σώματος και είναι πολύ ευαίσθητο στη θερμοκρασία.
Η ανάκαμψη μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας μέχρι μια ορισμένη θερμοκρασία και η ελαστικότητα αυξάνεται ξανά γρήγορα.Αυτή η θερμοκρασία είναι η θερμοκρασία κρυστάλλωσης του μαλακού τμήματος, η οποία καθορίζεται από τη δομή της μακρομοριακής διόλης.Το TPU τύπου πολυαιθέρα είναι χαμηλότερο από το TPU τύπου πολυεστέρα.Σε θερμοκρασίες κάτω από τη θερμοκρασία κρυστάλλωσης, το ελαστομερές γίνεται πολύ σκληρό και χάνει την ελαστικότητά του.Επομένως, η ελαστικότητα είναι παρόμοια με μια ανάκαμψη από την επιφάνεια ενός σκληρού μετάλλου.
Το εύρος σκληρότητας είναι Shore A60-D80
Η σκληρότητα είναι ένας δείκτης της ικανότητας ενός υλικού να αντιστέκεται στην παραμόρφωση, τη χάραξη και το ξύσιμο.
Η σκληρότητα του TPU μετριέται συνήθως με τη χρήση ελεγκτών σκληρότητας Shore A και Shore D, με το Shore A να χρησιμοποιείται για πιο μαλακές TPU και το Shore D για πιο σκληρές TPU.
Η σκληρότητα του TPU μπορεί να ρυθμιστεί ρυθμίζοντας την αναλογία μαλακών και σκληρών τμημάτων αλυσίδας.Επομένως, το TPU έχει σχετικά μεγάλο εύρος σκληρότητας, που κυμαίνεται από Shore A60-D80, που εκτείνεται στη σκληρότητα του καουτσούκ και του πλαστικού και έχει υψηλή ελαστικότητα σε όλο το εύρος σκληρότητας.
Καθώς η σκληρότητα αλλάζει, ορισμένες ιδιότητες του TPU ενδέχεται να αλλάξουν.Για παράδειγμα, η αύξηση της σκληρότητας του TPU θα οδηγήσει σε αλλαγές απόδοσης όπως αυξημένο μέτρο εφελκυσμού και αντοχή σε σχίσιμο, αυξημένη ακαμψία και θλιπτική τάση (χωρητικότητα φορτίου), μειωμένη επιμήκυνση, αυξημένη πυκνότητα και δυναμική παραγωγή θερμότητας και αυξημένη περιβαλλοντική αντίσταση.
5, Εφαρμογή TPU
Ως εξαιρετικό ελαστομερές, το TPU έχει ένα ευρύ φάσμα κατευθύνσεων κατάντη προϊόντων και χρησιμοποιείται ευρέως σε καθημερινές ανάγκες, αθλητικά είδη, παιχνίδια, διακοσμητικά υλικά και άλλους τομείς.
Υλικά παπουτσιών
Το TPU χρησιμοποιείται κυρίως για υλικά παπουτσιών λόγω της εξαιρετικής ελαστικότητάς του και αντοχής στη φθορά.Τα υποδήματα που περιέχουν TPU φοριούνται πολύ πιο άνετα από τα κανονικά υποδήματα, επομένως χρησιμοποιούνται ευρύτερα σε προϊόντα υποδημάτων υψηλής ποιότητας, ειδικά σε ορισμένα αθλητικά παπούτσια και παπούτσια.
μάνικα
Λόγω της απαλότητας, της καλής αντοχής σε εφελκυσμό, της αντοχής σε κρούση και της αντοχής σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, οι εύκαμπτοι σωλήνες TPU χρησιμοποιούνται ευρέως στην Κίνα ως εύκαμπτοι σωλήνες αερίου και λαδιού για μηχανικό εξοπλισμό όπως αεροσκάφη, δεξαμενές, αυτοκίνητα, μοτοσικλέτες και εργαλειομηχανές.
καλώδιο
Το TPU παρέχει χαρακτηριστικά αντοχής σε σχίσιμο, αντοχή στη φθορά και κάμψη, με την αντίσταση σε υψηλή και χαμηλή θερμοκρασία να είναι το κλειδί για την απόδοση του καλωδίου.Έτσι, στην κινεζική αγορά, τα προηγμένα καλώδια όπως τα καλώδια ελέγχου και τα καλώδια τροφοδοσίας χρησιμοποιούν TPU για την προστασία των υλικών επικάλυψης πολύπλοκων σχεδίων καλωδίων και οι εφαρμογές τους διαδίδονται ολοένα και περισσότερο.
Ιατρικές συσκευές
Το TPU είναι ένα ασφαλές, σταθερό και υψηλής ποιότητας υποκατάστατο υλικό PVC, το οποίο δεν περιέχει φθαλικό και άλλες χημικές επιβλαβείς ουσίες και μεταναστεύει στο αίμα ή άλλα υγρά στον ιατρικό καθετήρα ή στον ιατρικό σάκο για να προκαλέσει παρενέργειες.Είναι επίσης ένα ειδικά αναπτυγμένο TPU βαθμού εξώθησης και ποιότητας έγχυσης.
ταινία
Η μεμβράνη TPU είναι μια λεπτή μεμβράνη κατασκευασμένη από κοκκώδες υλικό TPU μέσω ειδικών διεργασιών όπως η έλαση, η χύτευση, η εμφύσηση και η επίστρωση.Λόγω της υψηλής αντοχής, της αντοχής στη φθορά, της καλής ελαστικότητας και της αντοχής στις καιρικές συνθήκες, οι μεμβράνες TPU χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανίες, υλικά υποδημάτων, τοποθέτηση ρούχων, αυτοκίνητα, χημικά, ηλεκτρονικά, ιατρικά και άλλους τομείς.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-05-2020