El 1958, Goodrich Chemical Company (ara rebatejada com a Lubrizol) va registrar la marca TPU Estane per primera vegada. Durant els darrers 40 anys, hi ha hagut més de 20 marques a tot el món, i cada marca té diverses sèries de productes. Actualment, els fabricants de matèries primeres de TPU inclouen principalment BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. Categoria de TPU
Segons l'estructura del segment tou, es pot dividir en tipus de polièster, tipus de polièter i tipus de butadiè, que contenen respectivament un grup èster, un grup èter o un grup butè.
Segons l'estructura del segment dur, es pot dividir en tipus d'uretà i tipus d'uretà-urea, que s'obtenen respectivament a partir d'extensors de cadena d'etilenglicol o extensors de cadena de diamina. La classificació comuna es divideix en tipus de polièster i tipus de polièter.
Segons la presència o absència de reticulació, es pot dividir en termoplàstic pur i semitermàstic.
El primer té una estructura lineal pura i sense enllaços reticulats; el segon conté una petita quantitat d'enllaços reticulats com ara l'èster d'àcid al·lofànic.
Segons l'ús dels productes acabats, es poden dividir en peces perfilades (diversos elements de màquina), canonades (beines, perfils de barres), pel·lícules (làmines, plaques primes), adhesius, recobriments, fibres, etc.
2. Síntesi de TPU
El TPU pertany al poliuretà pel que fa a l'estructura molecular. Aleshores, com s'agrega?
Segons els diferents processos de síntesi, es divideix principalment en polimerització en massa i polimerització en solució.
En la polimerització en massa, també es pot dividir en mètode de prepolimerització i mètode d'un sol pas basat en la presència o absència de prereacció:
El mètode de prepolimerització implica fer reaccionar el diisocianat amb diols macromoleculars durant un cert període de temps abans d'afegir una extensió de cadena per produir TPU;
El mètode d'un sol pas implica barrejar i reaccionar simultàniament diols macromoleculars, diisocianats i extensors de cadena per formar TPU.
La polimerització en solució implica primer dissoldre el diisocianat en un dissolvent, després afegir diols macromoleculars perquè reaccionin durant un cert període de temps i finalment afegir extensors de cadena per generar TPU.
El tipus de segment tou de TPU, el pes molecular, el contingut de segment dur o tou i l'estat d'agregació de TPU poden afectar la densitat del TPU, amb una densitat d'aproximadament 1,10-1,25, i no hi ha cap diferència significativa en comparació amb altres cautxús i plàstics.
Amb la mateixa duresa, la densitat del TPU tipus polièter és inferior a la del TPU tipus polièster.
3. Processament de TPU
Les partícules de TPU requereixen diversos processos per formar el producte final, principalment utilitzant mètodes de fusió i solució per al processament de TPU.
El processament de fusió és un procés utilitzat habitualment en la indústria del plàstic, com ara la barreja, el laminatge, l'extrusió, el bufat i el modelat;
El processament de solucions és el procés de preparar una solució dissolent partícules en un dissolvent o polimeritzant-les directament en un dissolvent, i després recobrint-les, filant-les, etc.
El producte final fet de TPU generalment no requereix una reacció de reticulació de vulcanització, cosa que pot escurçar el cicle de producció i reciclar els materials de rebuig.
4. Rendiment del TPU
El TPU té un mòdul elevat, una alta resistència, una alta elongació i elasticitat, una excel·lent resistència al desgast, a l'oli, a les baixes temperatures i a l'envelliment.
L'alta resistència a la tracció, l'alta elongació i la baixa taxa de deformació permanent per compressió a llarg termini són avantatges significatius del TPU.
XiaoU desenvoluparà principalment les propietats mecàniques del TPU des d'aspectes com la resistència a la tracció i l'allargament, la resiliència, la duresa, etc.
Alta resistència a la tracció i alta elongació
El TPU té una excel·lent resistència a la tracció i elongació. A partir de les dades de la figura següent, podem veure que la resistència a la tracció i l'elongació del TPU tipus polièter són molt millors que les del plàstic i el cautxú de clorur de polivinil.
A més, el TPU pot complir els requisits de la indústria alimentària amb pocs o cap additiu afegit durant el processament, cosa que també és difícil d'aconseguir per a altres materials com el PVC i el cautxú.
La resiliència és molt sensible a la temperatura
La resiliència del TPU es refereix al grau en què es recupera ràpidament al seu estat original després que s'alleugi la tensió de deformació, expressada com a energia de recuperació, que és la relació entre el treball de retracció de la deformació i el treball necessari per produir la deformació. És una funció del mòdul dinàmic i la fricció interna d'un cos elàstic i és molt sensible a la temperatura.
El rebot disminueix amb la disminució de la temperatura fins a una certa temperatura, i l'elasticitat torna a augmentar ràpidament. Aquesta temperatura és la temperatura de cristal·lització del segment tou, que està determinada per l'estructura del diol macromolecular. El TPU tipus polièter és inferior al TPU tipus polièster. A temperatures inferiors a la temperatura de cristal·lització, l'elastòmer es torna molt dur i perd la seva elasticitat. Per tant, la resiliència és similar a un rebot des de la superfície d'un metall dur.
El rang de duresa és Shore A60-D80
La duresa és un indicador de la capacitat d'un material per resistir la deformació, les marques i les ratllades.
La duresa del TPU se sol mesurar amb provadors de duresa Shore A i Shore D, on s'utilitza Shore A per a TPU més tous i Shore D per a TPU més durs.
La duresa del TPU es pot ajustar ajustant la proporció de segments de cadena tous i durs. Per tant, el TPU té un rang de duresa relativament ampli, que va des de Shore A60-D80, abastant la duresa del cautxú i el plàstic, i té una alta elasticitat en tot el rang de duresa.
A mesura que canvia la duresa, algunes propietats del TPU poden canviar. Per exemple, augmentar la duresa del TPU provocarà canvis en el rendiment, com ara un augment del mòdul de tracció i la resistència a l'esquinçament, un augment de la rigidesa i la tensió de compressió (capacitat de càrrega), una disminució de l'allargament, un augment de la densitat i la generació dinàmica de calor, i un augment de la resistència ambiental.
5. Aplicació de TPU
Com a excel·lent elastòmer, el TPU té una àmplia gamma d'indicacions de productes derivats i s'utilitza àmpliament en articles de primera necessitat, articles esportius, joguines, materials decoratius i altres camps.
Materials de calçat
El TPU s'utilitza principalment per a materials de calçat a causa de la seva excel·lent elasticitat i resistència al desgast. Els productes de calçat que contenen TPU són molt més còmodes de portar que els productes de calçat normals, per la qual cosa s'utilitzen més àmpliament en productes de calçat d'alta gamma, especialment algunes sabates esportives i sabates informals.
mànega
A causa de la seva suavitat, bona resistència a la tracció, resistència a l'impacte i resistència a temperatures altes i baixes, les mànegues de TPU s'utilitzen àmpliament a la Xina com a mànegues de gas i petroli per a equips mecànics com ara avions, tancs, automòbils, motocicletes i màquines-eina.
cable
El TPU proporciona resistència a l'esquinçament, resistència al desgast i característiques de flexió, sent la resistència a altes i baixes temperatures la clau del rendiment del cable. Així, al mercat xinès, els cables avançats, com ara els cables de control i els cables d'alimentació, utilitzen TPU per protegir els materials de recobriment de dissenys de cables complexos, i les seves aplicacions són cada cop més esteses.
dispositius mèdics
El TPU és un material substitutiu del PVC segur, estable i d'alta qualitat, que no conté ftalats ni altres substàncies químiques nocives, i migrarà a la sang o altres líquids del catèter mèdic o de la bossa mèdica i causarà efectes secundaris. També és un TPU de grau d'extrusió i injecció especialment desenvolupat.
pel·lícula
La pel·lícula de TPU és una pel·lícula fina feta de material granular de TPU mitjançant processos especials com ara laminació, fosa, bufat i recobriment. A causa de la seva alta resistència, resistència al desgast, bona elasticitat i resistència a les inclemències del temps, les pel·lícules de TPU s'utilitzen àmpliament en indústries, materials de calçat, ajustament de roba, automoció, química, electrònica, mèdica i altres camps.
Data de publicació: 05-02-2020