Què és l'elastòmer de poliuretà termoplàstic?

Què és l'elastòmer de poliuretà termoplàstic?

L’elastòmer de poliuretà és una varietat de materials sintètics de poliuretà (altres varietats es refereixen a escuma poliuretà, adhesiu de poliuretà, recobriment de poliuretà i fibra de poliuretà) i termoplàs Els elastòmers són elastòmers de poliuretà colat, abreujats com a CPU, i elastòmers de poliuretà mixt, abreviats com a MPU).

TPU és una mena d’elastòmer de poliuretà que es pot plasticitzar escalfant i dissolt per dissolvent. En comparació amb la CPU i la MPU, TPU té poca o cap reticulació química en la seva estructura química. La seva cadena molecular és bàsicament lineal, però hi ha una certa quantitat de reticulació física. Aquest és l’elastòmer de poliuretà termoplàstic que és molt característic en l’estructura.

Estructura i classificació de TPU

L’elastòmer de poliuretà termoplàstic és un polímer lineal de blocs (AB). A representa un polimer poliol (èster o poliether, pes molecular de 1000 ~ 6000) amb un pes molecular elevat, anomenat cadena llarga; B representa un diol que conté 2-12 àtoms de carboni de cadena recta, anomenada cadena curta.

En l'estructura de l'elastòmer de poliuretà termoplàstic, el segment A s'anomena segment tou, que té les característiques de la flexibilitat i la suavitat, fent que la TPU tingui extensibilitat; La cadena d’uretà generada per la reacció entre el segment B i l’isocianat s’anomena segment dur, que té propietats rígides i dures. Ajustant la relació de segments A i B, es fan productes TPU amb diferents propietats físiques i mecàniques.

Segons l'estructura del segment tou, es pot dividir en tipus de polièster, tipus de polièter i tipus butadiè, que contenen respectivament el grup d'èster, el grup d'èter o el grup de butè. Segons l'estructura del segment dur, es pot dividir en tipus d'uretà i tipus d'urea uretà, que s'obtenen respectivament a partir d'extensors de la cadena d'etilenglicol o dels extensors de la cadena de diamina. La classificació comuna es divideix en tipus de polièster i tipus de polièter.

Quines són les matèries primeres per a la síntesi de TPU?

(1) polímer diol

Diol macromolecular amb un pes molecular que oscil·la entre 500 i 4.000 i grups bifuncionals, amb un contingut del 50% al 80% en elastòmer TPU, té un paper decisiu en les propietats físiques i químiques de la TPU.

El polímer diol adequat per a elastòmer de TPU es pot dividir en polièster i poliether: el polièster inclou politetrametilè àcid adipic glicol (PBA) ε PCL, PHC; Els polieters inclouen el glicol de polioxipropilè (PPG), el tetrahidrofuran polièter glicol (PTMG), etc.

(2) diisocianat

El pes molecular és petit, però la funció és excel·lent, que no només té el paper de connectar el segment suau i el segment dur, sinó que també dóna la TPU amb diverses propietats físiques i mecàniques bones. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl Diisocianat (PXDI), etc.

(3) Extensor de la cadena

L’extensor de la cadena amb un pes molecular de 100 ~ 350, pertanyent a un diol molecular petit, pes molecular petit, estructura de cadena oberta i cap grup substituent és propici per obtenir una gran duresa i un pes escalar elevat de TPU. Els extensors de la cadena adequats per a TPU inclouen 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hidroxietoxi) benzè (HQEE), 1,4-ciclohexanedimethanol (CHDM), p-fenyldimetylglycol (PXG), etc.

Aplicació de modificació de TPU com a agent de dur

Per tal de reduir els costos del producte i obtenir un rendiment addicional, els elastòmers termoplàstics de poliuretà es poden utilitzar com a agents d’enduriment utilitzats habitualment per endurir diversos materials de cautxú termoplàstics i modificats.

A causa de la seva elevada polaritat, el poliuretà pot ser compatible amb resines polars o gomes, com el polietilè clorat (CPE), que es pot utilitzar per fabricar productes mèdics; La barreja amb ABS pot substituir els termoplàstics d’enginyeria per utilitzar -los; Quan s’utilitza en combinació amb policarbonat (PC), té propietats com la resistència al petroli, la resistència al combustible i la resistència a l’impacte i es pot utilitzar per fer cossos de cotxes; Si es combina amb el polièster, es pot millorar la seva duresa; A més, pot ser ben compatible amb PVC, polioximetilè o PVDC; El polièster poliuretà pot ser ben compatible amb un 15% de cautxú nitril o un 40% de goma nitril de goma/PVC; El polietè també pot ser compatible amb un 40% de goma de goma/polivinil adhesiu de barreja de clorur de nitril; També pot ser compatible amb CO amb copolímers acrilonitriles (SAN); Pot formar estructures de xarxa interpenetrant (IPN) amb polisiloxans reactius. La gran majoria dels adhesius combinats anteriorment ja s’han produït oficialment.

En els darrers anys, hi ha hagut una investigació creixent sobre l’enduriment de Pom per part de la TPU a la Xina. La combinació de TPU i POM no només millora la resistència a alta temperatura i les propietats mecàniques de la TPU, sinó que també endureix significativament POM. Alguns investigadors han demostrat que en proves de fractura de tracció, en comparació amb la matriu POM, l'aliatge POM amb TPU ha passat de fractura trencadissa a fractura dúctil. L’addició de TPU també dóna lloc a POM amb el rendiment de la memòria de forma. La regió cristal·lina de POM serveix de fase fixa de l’aliatge de memòria de forma, mentre que la regió amorfa de TPU i POM amorfs serveix de fase reversible. Quan la temperatura de resposta de recuperació és de 165 ℃ i el temps de recuperació és de 120 segons, la taxa de recuperació de l’aliatge arriba a més del 95%i l’efecte de recuperació és el millor.

La TPU és difícil de ser compatible amb materials de polímer no polars com el polietilè, el polipropilè, el cautxú de l’etilè propilè, el cautxú de butadiè, el cautxú d’isoprè o la pols de cautxú de residus i no es pot utilitzar per produir compostos amb un bon rendiment. Per tant, els mètodes de tractament superficials com el plasma, la corona, la química humida, el primer, la flama o el gas reactiu sovint s’utilitzen per a aquest últim. Per exemple, la American Air Products and Chemicals Company ha realitzat un tractament de superfície activa del gas actiu F2/O2 en pols de polietilè de pes molecular ultra-alt en pols fina amb un pes molecular de 3-5 milions i l’ha afegit a l’elastòmer de poliuretà a una proporció del 10%, cosa que pot millorar significativament el seu modulus de flexió, la resistència a la tensió i la resistència al desgast. I el tractament de la superfície activa del gas actiu F2/O2 també es pot aplicar a les fibres curtes allargades directades amb una longitud de 6-35 mm, cosa que pot millorar la rigidesa i la duresa de la llàgrima del material compost.

Quines són les àrees d’aplicació de TPU?

El 1958, Goodrich Chemical Company (ara rebatejada amb el nom de 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 principals fabricants de matèries primeres de TPU al món són: BASF, Covestro, LuBrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, etc.

Com a excel·lent elastòmer, TPU té una àmplia gamma de productes aigües avall, que s’utilitzen àmpliament en necessitats diàries, productes esportius, joguines, materials decoratius i altres camps. A continuació es mostren alguns exemples.

① Materials de sabates

La TPU s’utilitza principalment per a materials de sabates per 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 habituals, de manera que s’utilitzen més àmpliament en productes de calçat de gamma alta, especialment algunes sabates esportives i sabates casuals.

② Mànegues

A causa de la seva suavitat, la bona resistència a la tracció, la força d’impacte i la 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 aeronaus, dipòsits, automòbils, motocicletes i màquines -eina.

③ Cable

La TPU proporciona resistència a la llàgrima, resistència al desgast i característiques de flexió, amb la resistència a la temperatura alta i baixa és la clau del rendiment del cable. Així, al mercat xinès, els cables avançats com els cables de control i els cables d’alimentació utilitzen TPU per protegir els materials de recobriment dels dissenys de cables complexos i les seves aplicacions estan cada cop més generalitzades.

④ Dispositius mèdics

La TPU és un material substitut de PVC segur, estable i d’alta qualitat, que no contindrà ftalat i altres substàncies nocives químiques, i que migrarà a la sang o a altres líquids del catèter mèdic o de la bossa mèdica per provocar efectes secundaris. A més, es pot utilitzar fàcilment el grau d'extrusió especialment desenvolupat i el grau d'injecció amb una mica de depuració en l'equip de PVC existent.

⑤ Vehicles i altres mitjans de transport

En extreure i recobrir els dos costats del teixit de niló amb elastòmer termoplàstic de poliuretà, es poden fer basses d’atac de combat inflables i basses de reconeixement que porten 3-15 persones, amb un rendiment molt millor que les basses inflables de goma vulcanitzada; L’elastòmer termoplàstic de poliuretà reforçat amb fibra de vidre es pot utilitzar per fer components del cos com ara parts modelada a banda i banda del cotxe mateix, pells de portes, para -xocs, tires anti -fricció i graelles.