Thermoplastic polyurethane elastomer ni nini?

Thermoplastic polyurethane elastomer ni nini?

Elastomer ya polyurethane ni aina ya vifaa vya syntetisk vya polyurethane (aina zingine hurejelea povu ya polyurethane, wambiso wa polyurethane, mipako ya polyurethane na nyuzi za polyurethane), na elastomer ya polyurethane ya Thermoplastic ni mojawapo ya aina tatu za elastomer ya polyurethane, Watu kwa kawaida huiita TPU (thermoplastic polyurethane elastomer). aina nyingine kuu mbili za elastoma za poliurethane ni elastomer za poliurethane, zilizofupishwa kama CPU, na elastomers za poliurethane zilizochanganywa, zilizofupishwa kama MPU).

TPU ni aina ya elastomer ya polyurethane ambayo inaweza kuwekwa plastiki kwa kupokanzwa na kufutwa na kutengenezea. Ikilinganishwa na CPU na MPU, TPU ina kiunganishi kidogo cha kemikali au haina kabisa katika muundo wake wa kemikali. Mlolongo wake wa molekuli kimsingi ni wa mstari, lakini kuna kiasi fulani cha kuunganisha msalaba. Hii ni Thermoplastic polyurethane elastomer ambayo ni tabia sana katika muundo.

Muundo na uainishaji wa TPU

Thermoplastic polyurethane elastomer ni (AB) block linear polima. A inawakilisha polyol ya polima (ester au polyetha, uzito wa molekuli ya 1000 ~ 6000) yenye uzito wa juu wa molekuli, inayoitwa mnyororo mrefu; B inawakilisha dioli iliyo na atomi 2-12 za mnyororo wa kaboni ulionyooka, unaoitwa mnyororo mfupi.

Katika muundo wa Thermoplastic polyurethane elastomer, sehemu A inaitwa sehemu laini, ambayo ina sifa ya kubadilika na upole, na kufanya TPU kuwa na upanuzi; Mlolongo wa urethane unaotokana na mmenyuko kati ya sehemu ya B na isocyanate inaitwa sehemu ngumu, ambayo ina sifa ngumu na ngumu. Kwa kurekebisha uwiano wa makundi ya A na B, bidhaa za TPU na mali tofauti za kimwili na mitambo zinafanywa.

Kulingana na muundo wa sehemu laini, inaweza kugawanywa katika aina ya polyester, aina ya polyether, na aina ya butadiene, ambayo kwa mtiririko huo ina kikundi cha ester, kikundi cha ether, au kikundi cha butene. Kulingana na muundo wa sehemu ngumu, inaweza kugawanywa katika aina ya urethane na aina ya urea ya urethane, ambayo hupatikana kwa mtiririko huo kutoka kwa virefusho vya mnyororo wa ethilini glikoli au virefusho vya minyororo ya diamine. Uainishaji wa kawaida umegawanywa katika aina ya polyester na aina ya polyether.

Je, ni malighafi gani ya usanisi wa TPU?

(1) Diol ya polima

Dioli ya makromolekuli yenye uzito wa molekuli kuanzia 500 hadi 4000 na vikundi visivyofanya kazi mara mbili, vyenye maudhui ya 50% hadi 80% katika elastomer ya TPU, ina jukumu muhimu katika sifa za kimwili na kemikali za TPU.

Diol ya polymer inayofaa kwa elastomer ya TPU inaweza kugawanywa katika polyester na polyether: polyester inajumuisha polytetramethylene Adipic acid glycol (PBA) ε PCL, PHC; Polyethers ni pamoja na polyoxypropen ether glycol (PPG), tetrahydrofuran polyether glycol (PTMG), nk.

(2) Diisocyanate

Uzito wa Masi ni ndogo lakini kazi ni bora, ambayo sio tu ina jukumu la kuunganisha sehemu laini na sehemu ngumu, lakini pia huipa TPU na mali mbalimbali nzuri za kimwili na mitambo. Diisosianati zinazotumika kwa TPU ni: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl diisocyanate. PXDI), nk.

(3) Kiendelezi cha mnyororo

Kiendelezi cha mnyororo chenye uzito wa Masi ya 100~350, mali ya Diol ndogo ya molekuli, uzito mdogo wa molekuli, muundo wa mnyororo wazi na hakuna kikundi mbadala kinachofaa kupata ugumu wa juu na uzito wa juu wa scalar wa TPU. Viendelezi vya mnyororo vinavyofaa kwa TPU ni pamoja na 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), n.k.

Utumiaji wa Marekebisho ya TPU kama Wakala wa Kushusha

Ili kupunguza gharama za bidhaa na kupata utendakazi wa ziada, elastomers za thermoplastic za polyurethane zinaweza kutumika kama wakala wa kukausha wa kawaida ili kuimarisha nyenzo mbalimbali za thermoplastic na za mpira zilizobadilishwa.

Kwa sababu ya polarity yake ya juu, polyurethane inaweza kuendana na resini za polar au raba, kama vile polyethilini ya klorini (CPE), ambayo inaweza kutumika kutengeneza bidhaa za matibabu; Kuchanganya na ABS kunaweza kuchukua nafasi ya thermoplastics ya uhandisi kwa matumizi; Inapotumiwa pamoja na polycarbonate (PC), ina sifa kama vile ukinzani wa mafuta, ukinzani wa mafuta, na ukinzani wa athari, na inaweza kutumika kutengeneza miili ya gari; Inapojumuishwa na polyester, ugumu wake unaweza kuboreshwa; Kwa kuongeza, inaweza kuwa sambamba na PVC, Polyoxymethylene au PVDC; Polyester polyurethane inaweza kuendana vyema na 15% ya mpira wa Nitrile au 40% ya mchanganyiko wa mpira wa nitrile/PVC; Polyether polyurethane pia inaweza kuendana vyema na wambiso wa mchanganyiko wa mpira wa nitrili/polyvinyl hidrojeni; Inaweza pia kuwa sambamba na acrylonitrile styrene (SAN) copolymers; Inaweza kuunda miundo inayoingiliana ya mtandao (IPN) yenye polisiloxani tendaji. Idadi kubwa ya viambatisho vilivyochanganywa vilivyotajwa hapo juu tayari vimetolewa rasmi.

Katika miaka ya hivi karibuni, kumekuwa na utafiti unaoongezeka juu ya ugumu wa POM na TPU nchini Uchina. Mchanganyiko wa TPU na POM sio tu inaboresha upinzani wa joto la juu na mali ya mitambo ya TPU, lakini pia huimarisha kwa kiasi kikubwa POM. Watafiti wengine wameonyesha kuwa katika majaribio ya kuvunjika kwa mvutano, ikilinganishwa na matrix ya POM, aloi ya POM na TPU imebadilika kutoka kwa kuvunjika kwa brittle hadi kuvunjika kwa ductile. Ongezeko la TPU pia huipa POM na utendaji wa kumbukumbu ya umbo. Eneo la fuwele la POM hutumika kama awamu isiyobadilika ya aloi ya kumbukumbu ya umbo, wakati eneo la amofasi la TPU ya amofasi na POM hutumika kama awamu inayoweza kutenduliwa. Wakati halijoto ya majibu ya uokoaji ni 165 ℃ na muda wa kurejesha ni sekunde 120, kasi ya uokoaji wa aloi hufikia zaidi ya 95%, na athari ya uokoaji ni bora zaidi.

TPU ni vigumu kuendana na polima zisizo za polima kama vile polyethilini, polipropen, mpira wa Ethylene propylene, mpira wa butadiene, mpira wa isoprene au poda ya mpira wa taka, na haiwezi kutumika kuzalisha composites yenye utendaji mzuri. Kwa hiyo, mbinu za matibabu ya uso kama vile plasma, corona, kemia ya mvua, primer, moto au gesi tendaji mara nyingi hutumiwa kwa mwisho. Kwa mfano, Kampuni ya American Air Products and Chemicals imefanya matibabu ya uso wa gesi amilifu ya F2/O2 kwenye poda laini ya polyethilini yenye uzito wa juu wa molekuli yenye uzito wa molekuli ya milioni 3-5, na kuiongeza kwa elastomer ya poliurethane kwa uwiano wa 10. %, ambayo inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa moduli yake ya Flexural, nguvu ya mkazo na upinzani wa kuvaa. Na matibabu ya uso wa gesi ya F2/O2 pia inaweza kutumika kwa nyuzi fupi zilizoinuliwa kwa mwelekeo na urefu wa 6-35mm, ambayo inaweza kuboresha ugumu na ugumu wa machozi ya nyenzo zenye mchanganyiko.

Ni maeneo gani ya maombi ya TPU?

Mnamo 1958, Kampuni ya Goodrich Chemical (sasa inaitwa Lubrizol) ilisajili chapa ya TPU Estane kwa mara ya kwanza. Zaidi ya miaka 40 iliyopita, kumekuwa na zaidi ya majina 20 ya chapa kote ulimwenguni, na kila chapa ina safu kadhaa za bidhaa. Kwa sasa, wazalishaji wakuu wa malighafi ya TPU ulimwenguni ni: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, nk.

Kama elastomer bora, TPU ina anuwai ya bidhaa za chini, ambazo hutumiwa sana katika mahitaji ya kila siku, bidhaa za michezo, vifaa vya kuchezea, vifaa vya mapambo, na nyanja zingine. Ifuatayo ni mifano michache.

① Nyenzo za viatu

TPU hutumiwa hasa kwa vifaa vya viatu kutokana na elasticity yake bora na upinzani wa kuvaa. Bidhaa za viatu zilizo na TPU zinafaa zaidi kuvaa kuliko bidhaa za kawaida za viatu, kwa hiyo hutumiwa sana katika bidhaa za viatu vya juu, hasa viatu vya michezo na viatu vya kawaida.

② mabomba

Kwa sababu ya ulaini wake, nguvu nzuri ya kustahimili mkazo, nguvu ya athari, na kustahimili halijoto ya juu na ya chini, hosi za TPU hutumiwa sana nchini China kama mabomba ya gesi na mafuta kwa vifaa vya mitambo kama vile ndege, mizinga, magari, pikipiki na zana za mashine.

③ Kebo

TPU hutoa upinzani wa machozi, upinzani wa kuvaa, na sifa za kupinda, na upinzani wa juu na wa chini wa joto ukiwa ufunguo wa utendakazi wa kebo. Kwa hivyo katika soko la Uchina, nyaya za hali ya juu kama vile nyaya za kudhibiti na nyaya za nguvu hutumia TPU kulinda nyenzo za upakaji za miundo tata ya kebo, na matumizi yao yanazidi kuenea.

④ Vifaa vya matibabu

TPU ni nyenzo mbadala ya PVC iliyo salama, thabiti na ya ubora wa juu, ambayo haitakuwa na Phthalate na dutu nyingine hatari za kemikali, na itahamia kwenye damu au vimiminiko vingine kwenye katheta ya matibabu au mfuko wa matibabu ili kusababisha madhara. Zaidi ya hayo, daraja maalum la extrusion na daraja la sindano TPU inaweza kutumika kwa urahisi na utatuzi kidogo katika vifaa vya PVC vilivyopo.

⑤ Magari na vyombo vingine vya usafiri

Kwa kutoa na kupaka pande zote mbili za kitambaa cha nailoni na elastomer ya polyurethane thermoplastic, rafu za mashambulizi ya inflatable na rafu za upelelezi zinazobeba watu 3-15 zinaweza kufanywa, kwa utendaji bora zaidi kuliko rafu zinazoweza kuruka za mpira; Elastomer ya polyurethane thermoplastic iliyoimarishwa kwa nyuzi za glasi inaweza kutumika kutengeneza vipengee vya mwili kama vile sehemu zilizofinyangwa pande zote za gari lenyewe, ngozi za milango, bumpers, vipande vya kuzuia msuguano na grilles.