TPU ni elastoma ya polyurethane thermoplastiki, ambayo ni copolymer ya vitalu vingi inayoundwa na diisocyanati, polyols, na viendelezi vya mnyororo. Kama elastoma yenye utendaji wa juu, TPU ina aina mbalimbali za maelekezo ya bidhaa za chini na hutumika sana katika mahitaji ya kila siku, vifaa vya michezo, vinyago, vifaa vya mapambo, na nyanja zingine, kama vile vifaa vya viatu, hose, nyaya, vifaa vya matibabu, n.k.
Kwa sasa, wazalishaji wakuu wa malighafi za TPU ni pamoja na BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Nyenzo Mpya za Linghua, na kadhalika. Kwa mpangilio na upanuzi wa uwezo wa makampuni ya ndani, tasnia ya TPU kwa sasa ina ushindani mkubwa. Hata hivyo, katika uwanja wa matumizi ya hali ya juu, bado inategemea uagizaji, ambao pia ni eneo ambalo China inahitaji kufikia mafanikio. Hebu tuzungumzie matarajio ya soko la baadaye la bidhaa za TPU.
1. E-TPU yenye povu kali sana
Mnamo mwaka wa 2012, Adidas na BASF waliunda kwa pamoja chapa ya viatu vya kukimbia EnergyBoost, ambayo hutumia TPU yenye povu (jina la biashara infinergy) kama nyenzo ya katikati ya soli. Kutokana na matumizi ya polyether TPU yenye ugumu wa Shore A wa 80-85 kama substrate, ikilinganishwa na katikati ya soli za EVA, katikati ya soli za TPU zenye povu bado zinaweza kudumisha unyumbufu mzuri na ulaini katika mazingira yaliyo chini ya 0 ℃, ambayo huboresha faraja ya kuvaa na inatambulika sana sokoni.
2. Nyenzo mchanganyiko ya TPU iliyoimarishwa na nyuzi
TPU ina upinzani mzuri wa athari, lakini katika baadhi ya matumizi, moduli ya elastic ya juu na vifaa vigumu sana vinahitajika. Marekebisho ya uimarishaji wa nyuzi za glasi ni mbinu inayotumika sana kuongeza moduli ya elastic ya vifaa. Kupitia marekebisho, vifaa vya mchanganyiko vya thermoplastiki vyenye faida nyingi kama vile moduli ya elastic ya juu, insulation nzuri, upinzani mkali wa joto, utendaji mzuri wa kurejesha elastic, upinzani mzuri wa kutu, upinzani wa athari, mgawo mdogo wa upanuzi, na utulivu wa vipimo vinaweza kupatikana.
BASF imeanzisha teknolojia ya kuandaa TPU iliyoimarishwa na fiberglass yenye moduli nyingi kwa kutumia nyuzi fupi za kioo katika hati miliki yake. TPU yenye ugumu wa Shore D wa 83 ilitengenezwa kwa kuchanganya politetrafluoroethilini glikoli (PTMEG, Mn=1000), MDI, na 1,4-butanediol (BDO) na 1,3-propanediol kama malighafi. TPU hii ilichanganywa na nyuzi za kioo kwa uwiano wa uzito wa 52:48 ili kupata nyenzo mchanganyiko yenye moduli ya elastic ya 18.3 GPa na nguvu ya mvutano ya 244 MPa.
Mbali na nyuzi za kioo, pia kuna ripoti za bidhaa zinazotumia TPU ya mchanganyiko wa nyuzi za kaboni, kama vile bodi ya mchanganyiko wa nyuzi za kaboni ya Maezio/TPU ya Covestro, ambayo ina moduli ya elastic ya hadi 100GPa na msongamano wa chini kuliko metali.
3. TPU isiyo na halojeni inayozuia moto
TPU ina nguvu ya juu, uimara wa juu, upinzani bora wa uchakavu na sifa zingine, na kuifanya kuwa nyenzo inayofaa sana kwa waya na nyaya. Lakini katika nyanja za matumizi kama vile vituo vya kuchaji, uimara wa juu wa moto unahitajika. Kwa ujumla kuna njia mbili za kuboresha utendaji wa TPU wa uimara wa moto. Moja ni urekebishaji tendaji wa uimara wa moto, ambao unahusisha kuingiza nyenzo za uimara wa moto kama vile polioli au isosianati zenye fosforasi, nitrojeni, na vipengele vingine katika usanisi wa TPU kupitia uunganishaji wa kemikali; Ya pili ni urekebishaji wa nyongeza wa uimara wa moto, ambao unahusisha kutumia TPU kama sehemu ndogo na kuongeza viimara vya moto kwa ajili ya kuchanganya kuyeyuka.
Marekebisho tendaji yanaweza kubadilisha muundo wa TPU, lakini kiasi cha kizuia moto cha nyongeza kinapokuwa kikubwa, nguvu ya TPU hupungua, utendaji wa usindikaji hupungua, na kuongeza kiasi kidogo hakuwezi kufikia kiwango kinachohitajika cha kizuia moto. Hivi sasa, hakuna bidhaa ya kizuia moto cha juu inayopatikana kibiashara ambayo inaweza kukidhi matumizi ya vituo vya kuchaji.
Bayer MaterialScience ya zamani (sasa Kostron) iliwahi kuanzisha fosforasi kikaboni iliyo na polyol (IHPO) kulingana na oksidi ya fosfini katika hati miliki. TPU ya polyether iliyotengenezwa kutoka IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, na BDO inaonyesha ucheleweshaji bora wa moto na sifa za kiufundi. Mchakato wa kutoa ni laini, na uso wa bidhaa ni laini.
Kuongeza vizuia moto visivyo na halojeni kwa sasa ndiyo njia ya kiufundi inayotumika sana kwa ajili ya kuandaa TPU isiyo na halojeni inayozuia moto. Kwa ujumla, vizuia moto vinavyotokana na fosforasi, nitrojeni, silikoni, na boroni huchanganywa au hidroksidi za chuma hutumika kama vizuia moto. Kwa sababu ya uwezo wa kuwaka wa TPU, kiasi cha kujaza kizuia moto cha zaidi ya 30% mara nyingi huhitajika ili kuunda safu thabiti ya kizuia moto wakati wa mwako. Hata hivyo, wakati kiasi cha kizuia moto kinachoongezwa ni kikubwa, kizuia moto hutawanywa kwa usawa katika sehemu ya TPU, na sifa za kiufundi za TPU isiyo na moto si bora, ambayo pia hupunguza matumizi na ukuzaji wake katika nyanja kama vile hose, filamu, na nyaya.
Hati miliki ya BASF inaanzisha teknolojia ya TPU inayozuia moto, ambayo huchanganya melamine polifosfeti na derivative ya fosforasi yenye fosforasi kama vizuia moto na TPU yenye uzito wa wastani wa molekuli zaidi ya 150kDa. Ilibainika kuwa utendaji wa vizuia moto uliboreshwa sana huku ikifikia nguvu ya juu ya mvutano.
Ili kuongeza zaidi nguvu ya mvutano wa nyenzo, hataza ya BASF inaanzisha njia ya kuandaa masterbatch ya wakala wa kuunganisha yenye isosianati. Kuongeza 2% ya aina hii ya masterbatch kwenye muundo unaokidhi mahitaji ya kizuia moto cha UL94V-0 kunaweza kuongeza nguvu ya mvutano wa nyenzo kutoka 35MPa hadi 40MPa huku ikidumisha utendaji wa kizuia moto cha V-0.
Ili kuboresha upinzani wa kuzeeka kwa joto wa TPU inayozuia moto, hati miliki yaKampuni ya Vifaa Vipya vya Linghuapia huanzisha njia ya kutumia hidroksidi za chuma zilizofunikwa juu kama vizuia moto. Ili kuboresha upinzani wa hidrolisisi wa TPU inayozuia moto,Kampuni ya Vifaa Vipya vya Linghuailianzisha kaboneti ya chuma kwa msingi wa kuongeza kizuia moto cha melamini katika maombi mengine ya hataza.
4. TPU kwa ajili ya filamu ya ulinzi wa rangi ya magari
Filamu ya kinga ya rangi ya gari ni filamu ya kinga ambayo hutenganisha uso wa rangi kutoka hewani baada ya usakinishaji, huzuia mvua ya asidi, oksidi, mikwaruzo, na hutoa ulinzi wa kudumu kwa uso wa rangi. Kazi yake kuu ni kulinda uso wa rangi ya gari baada ya usakinishaji. Filamu ya kinga ya rangi kwa ujumla ina tabaka tatu, zenye mipako ya kujiponya juu ya uso, filamu ya polima katikati, na gundi inayohisi shinikizo la akriliki kwenye safu ya chini. TPU ni mojawapo ya nyenzo kuu za kuandaa filamu za polima za kati.
Mahitaji ya utendaji wa TPU inayotumika katika filamu ya kinga ya rangi ni kama ifuatavyo: upinzani wa mikwaruzo, uwazi wa hali ya juu (upitishaji wa mwanga>95%), unyumbufu wa hali ya chini, upinzani wa hali ya juu, nguvu ya mvutano>50MPa, urefu>400%, na kiwango cha ugumu wa Shore A cha 87-93; Utendaji muhimu zaidi ni upinzani wa hali ya hewa, ambao unajumuisha upinzani dhidi ya kuzeeka kwa UV, uharibifu wa oksidi wa joto, na hidrolisisi.
Bidhaa zilizokomaa kwa sasa ni alifatiki TPU iliyotengenezwa kutoka dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) na polycaprolactone diol kama malighafi. TPU ya kawaida yenye harufu nzuri hubadilika kuwa njano baada ya siku moja ya miale ya UV, huku alifatiki TPU inayotumika kwa filamu ya kufunika gari inaweza kudumisha mgawo wake wa njano bila mabadiliko makubwa chini ya hali zile zile.
TPU ya Poly (ε - caprolactone) ina utendaji uliosawazishwa zaidi ikilinganishwa na polyether na polyester TPU. Kwa upande mmoja, inaweza kuonyesha upinzani bora wa machozi wa polyester TPU ya kawaida, huku kwa upande mwingine, pia inaonyesha ubadilikaji bora wa kudumu wa mgandamizo mdogo na utendaji wa juu wa kurudi nyuma wa polyether TPU, hivyo kutumika sana sokoni.
Kutokana na mahitaji tofauti ya ufanisi wa gharama ya bidhaa baada ya mgawanyiko wa soko, pamoja na uboreshaji wa teknolojia ya mipako ya uso na uwezo wa kurekebisha fomula ya gundi, pia kuna nafasi ya polyether au polyester H12MDI aliphatic TPU ya kawaida kutumika kwenye filamu za ulinzi wa rangi katika siku zijazo.
5. TPU ya Bio
Njia ya kawaida ya kuandaa TPU inayotokana na bio ni kuanzisha monoma au wa kati wanaotokana na bio wakati wa mchakato wa upolimishaji, kama vile isosianati zinazotokana na bio (kama vile MDI, PDI), polioli zinazotokana na bio, n.k. Miongoni mwao, isosianati zinazotokana na bio ni nadra sana sokoni, huku polioli zinazotokana na bio zikiwa za kawaida zaidi.
Kuhusu isosianati zenye msingi wa kibiolojia, mapema mwaka wa 2000, BASF, Covestro, na zingine zimewekeza juhudi nyingi katika utafiti wa PDI, na kundi la kwanza la bidhaa za PDI liliwekwa sokoni mnamo 2015-2016. Wanhua Chemical imetengeneza bidhaa za TPU zenye msingi wa kibiolojia 100% kwa kutumia PDI yenye msingi wa kibiolojia iliyotengenezwa kwa kutumia jiko la mahindi.
Kwa upande wa polyoli zenye msingi wa kibiolojia, inajumuisha polytetrafluoroethilini yenye msingi wa kibiolojia (PTMEG), 1,4-butanediol yenye msingi wa kibiolojia (BDO), 1,3-propanediol yenye msingi wa kibiolojia (PDO), polyoli zenye msingi wa kibiolojia, polyoli zenye msingi wa kibiolojia za polyether, n.k.
Kwa sasa, wazalishaji wengi wa TPU wamezindua TPU inayotokana na bio, ambayo utendaji wake unalingana na TPU ya jadi inayotokana na petrokemikali. Tofauti kuu kati ya TPU hizi zinazotokana na bio iko katika kiwango cha maudhui yanayotokana na bio, kwa ujumla kuanzia 30% hadi 40%, huku baadhi hata zikifikia viwango vya juu zaidi. Ikilinganishwa na TPU ya jadi inayotokana na petrokemikali, TPU inayotokana na bio ina faida kama vile kupunguza uzalishaji wa kaboni, kuzaliwa upya kwa malighafi endelevu, uzalishaji wa kijani kibichi, na uhifadhi wa rasilimali. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, naNyenzo Mpya za Linghuawamezindua chapa zao za TPU zenye msingi wa kibiolojia, na kupunguza kaboni na uendelevu pia ni maelekezo muhimu kwa maendeleo ya TPU katika siku zijazo.
Muda wa chapisho: Agosti-09-2024