Elastoma ya polyurethane ya Thermoplastic ni nini?

Elastoma ya polyurethane ya Thermoplastic ni nini?

Elastoma ya polyurethane ni aina mbalimbali za vifaa vya sintetiki vya polyurethane (aina zingine hurejelea povu ya polyurethane, gundi ya polyurethane, mipako ya polyurethane na nyuzi za polyurethane), na elastoma ya polyurethane ya Thermoplastic ni mojawapo ya aina tatu za elastoma ya polyurethane, Watu kwa kawaida huiita TPU (aina nyingine mbili kuu za elastoma za polyurethane ni elastoma za polyurethane zilizotengenezwa kwa kutupwa, zilizofupishwa kama CPU, na elastoma za polyurethane zilizochanganywa, zilizofupishwa kama MPU).

TPU ni aina ya elastoma ya polyurethane ambayo inaweza kutengenezwa kwa plastiki kwa kupashwa joto na kuyeyushwa na kiyeyusho. Ikilinganishwa na CPU na MPU, TPU ina uunganishaji mtambuka wa kemikali mdogo au haina kabisa katika muundo wake wa kemikali. Mnyororo wake wa molekuli kimsingi ni wa mstari, lakini kuna kiasi fulani cha uunganishaji mtambuka wa kimwili. Hii ni elastoma ya polyurethane ya Thermoplastic ambayo ni ya kipekee katika muundo.

Muundo na uainishaji wa TPU

Elastoma ya polyurethane ya thermoplastic ni polima ya mstari ya (AB) yenye vitalu. A inawakilisha polima ya polima (esta au polima, uzito wa molekuli wa 1000 ~ 6000) yenye uzito mkubwa wa molekuli, unaoitwa mnyororo mrefu; B inawakilisha dioli yenye atomi za kaboni za mnyororo 2-12 ulionyooka, unaoitwa mnyororo mfupi.

Katika muundo wa elastoma ya polyurethane ya Thermoplastic, sehemu A inaitwa sehemu laini, ambayo ina sifa za kunyumbulika na ulaini, na kuifanya TPU iwe na uwezo wa kupanuka; Mnyororo wa urethane unaotokana na mmenyuko kati ya sehemu ya B na isocyanate unaitwa sehemu ngumu, ambayo ina sifa ngumu na ngumu. Kwa kurekebisha uwiano wa sehemu za A na B, bidhaa za TPU zenye sifa tofauti za kimwili na kiufundi zinatengenezwa.

Kulingana na muundo wa sehemu laini, inaweza kugawanywa katika aina ya polyester, aina ya polyether, na aina ya butadiene, ambazo mtawalia zina kundi la ester, kundi la etha, au kundi la butene. Kulingana na muundo wa sehemu ngumu, inaweza kugawanywa katika aina ya urethane na aina ya urea ya urethane, ambazo mtawalia hupatikana kutoka kwa viendelezi vya mnyororo wa ethilini glikoli au viendelezi vya mnyororo wa diamine. Uainishaji wa kawaida umegawanywa katika aina ya polyester na aina ya polyester.

Malighafi za usanisi wa TPU ni zipi?

(1) Dioli ya Polima

Diol ya macromolecular yenye uzito wa molekuli kuanzia 500 hadi 4000 na vikundi vya kazi mbili, vyenye kiwango cha 50% hadi 80% katika elastoma ya TPU, ina jukumu muhimu katika sifa za kimwili na kemikali za TPU.

Polima Diol inayofaa kwa elastoma ya TPU inaweza kugawanywa katika polyester na polyether: polyester inajumuisha polytetramethilini Adipic acid glycol (PBA) ε PCL, PHC; Polyethers ni pamoja na polyoxypropylene ether glycol (PPG), tetrahydrofuran polyether glycol (PTMG), n.k.

(2) Diisosianati

Uzito wa molekuli ni mdogo lakini kazi yake ni bora, ambayo si tu ina jukumu la kuunganisha sehemu laini na sehemu ngumu, lakini pia huipa TPU sifa mbalimbali nzuri za kimwili na kiufundi. Diisosianati zinazotumika kwa TPU ni: Methylene diphenyl diisosianati (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isosianati) (HMDI), p-phenyldiisosianati (PPDI), 1,5-naphthalene diisosianati (NDI), p-phenyldimethyl diisosianati (PXDI), n.k.

(3) Kipanuzi cha mnyororo

Kiendelezi cha mnyororo chenye uzito wa molekuli wa 100~350, kinachomilikiwa na Diol ndogo ya molekuli, uzito mdogo wa molekuli, muundo wazi wa mnyororo na kikundi kisicho na mbadala kinafaa kupata ugumu mkubwa na uzito mkubwa 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.

Matumizi ya Marekebisho ya TPU kama Wakala wa Kuimarisha

Ili kupunguza gharama za bidhaa na kupata utendaji wa ziada, elastoma za polyurethane thermoplastiki zinaweza kutumika kama mawakala wa kubana ili kubana vifaa mbalimbali vya thermoplastic na mpira vilivyorekebishwa.

Kwa sababu ya polarity yake kubwa, polyurethane inaweza kuendana na resini za polar au raba, kama vile polyethilini yenye klorini (CPE), ambayo inaweza kutumika kutengeneza bidhaa za matibabu; Kuchanganya na ABS kunaweza kuchukua nafasi ya thermoplastiki za uhandisi kwa matumizi; Inapotumika pamoja na polycarbonate (PC), ina sifa kama vile upinzani wa mafuta, upinzani wa mafuta, na upinzani wa athari, na inaweza kutumika kutengeneza miili ya gari; Inapojumuishwa na polyester, uimara wake unaweza kuboreshwa; Kwa kuongezea, inaweza kuendana vyema na PVC, Polyoxymethylene au PVDC; Polyester polyurethane inaweza kuendana vyema na mpira wa Nitrile wa 15% au mchanganyiko wa mpira wa nitrile wa 40%/PVC; Polyether polyurethane pia inaweza kuendana vyema na gundi ya mchanganyiko wa mpira/kloridi ya nitrile wa 40%; Inaweza pia kuendana na copolymers za akrilonitrile styrene (SAN); Inaweza kuunda miundo ya mtandao unaoingiliana (IPN) na polysiloxanes tendaji. Gundi nyingi zilizotajwa hapo juu tayari zimetengenezwa rasmi.

Katika miaka ya hivi karibuni, kumekuwa na utafiti unaoongezeka kuhusu ugumu wa POM na TPU nchini China. Mchanganyiko wa TPU na POM sio tu kwamba unaboresha upinzani wa halijoto ya juu na sifa za mitambo za TPU, lakini pia huongeza nguvu ya POM kwa kiasi kikubwa. Baadhi ya watafiti wameonyesha kuwa katika majaribio ya kuvunjika kwa mvutano, ikilinganishwa na matrix ya POM, aloi ya POM yenye TPU imebadilika kutoka kuvunjika kwa brittle hadi kuvunjika kwa ductile. Kuongezwa kwa TPU pia huipa POM utendaji wa kumbukumbu ya umbo. Eneo la fuwele la POM hutumika kama awamu isiyobadilika ya aloi ya kumbukumbu ya umbo, huku eneo lisilo na umbo la TPU na POM isiyo na umbo hutumika kama awamu inayoweza kubadilishwa. Wakati halijoto ya mwitikio wa urejeshaji ni 165 ℃ na muda wa urejeshaji ni sekunde 120, kiwango cha urejeshaji cha aloi hufikia zaidi ya 95%, na athari ya urejeshaji ndiyo bora zaidi.

TPU ni vigumu kuendana na vifaa vya polima visivyo na polima kama vile polyethilini, polypropen, mpira wa propyleni wa ethilini, mpira wa butadiene, mpira wa isoprene au unga wa mpira wa taka, na hauwezi kutumika kutengeneza mchanganyiko wenye utendaji mzuri. Kwa hivyo, mbinu za matibabu ya uso kama vile plasma, corona, Kemia ya Wet, primer, moto au gesi tendaji mara nyingi hutumiwa kwa mwisho. Kwa mfano, Kampuni ya Bidhaa na Kemikali za Anga ya Marekani imefanya matibabu ya uso wa gesi hai ya F2/O2 kwenye unga laini wa polyethilini wenye uzito wa juu sana wenye uzito wa molekuli wa milioni 3-5, na kuiongeza kwenye elastoma ya polyurethane kwa uwiano wa 10%, ambayo inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa moduli yake ya Kunyumbulika, nguvu ya mvutano na upinzani wa uchakavu. Na matibabu ya uso wa gesi hai ya F2/O2 yanaweza pia kutumika kwa nyuzi fupi zilizoinuliwa kwa mwelekeo zenye urefu wa 6-35mm, ambayo inaweza kuboresha ugumu na uthabiti wa nyenzo mchanganyiko.

Ni maeneo gani ya matumizi ya TPU?

Mnamo 1958, Kampuni ya Kemikali ya Goodrich (sasa inaitwa Lubrizol) ilisajili chapa ya TPU Estane kwa mara ya kwanza. Katika kipindi cha miaka 40 iliyopita, kumekuwa na zaidi ya majina 20 ya chapa duniani kote, na kila chapa ina mfululizo kadhaa wa bidhaa. Kwa sasa, wazalishaji wakuu wa malighafi ya TPU duniani ni: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, n.k.

Kama elastoma bora, TPU ina aina mbalimbali za bidhaa za mkondo wa chini, ambazo hutumika sana katika mahitaji ya kila siku, bidhaa za michezo, vinyago, vifaa vya mapambo, na nyanja zingine. Hapa chini kuna mifano michache.

① Vifaa vya viatu

TPU hutumika zaidi kwa ajili ya vifaa vya viatu kutokana na unyumbufu wake bora na upinzani wake wa kuvaa. Bidhaa za viatu vyenye TPU ni rahisi zaidi kuvaa kuliko bidhaa za viatu vya kawaida, kwa hivyo hutumika sana katika bidhaa za viatu vya hali ya juu, haswa baadhi ya viatu vya michezo na viatu vya kawaida.

② Mifereji ya maji

Kwa sababu ya ulaini wake, nguvu nzuri ya mvutano, nguvu ya mgongano, na upinzani dhidi ya halijoto ya juu na ya chini, mabomba ya TPU hutumika sana nchini China kama mabomba ya gesi na mafuta kwa vifaa vya mitambo kama vile ndege, matangi, magari, pikipiki, na zana za mashine.

③ Kebo

TPU hutoa upinzani wa machozi, upinzani wa uchakavu, na sifa za kupinda, huku upinzani wa halijoto ya juu na ya chini ukiwa ufunguo wa utendaji wa kebo. Kwa hivyo katika soko la China, kebo za hali ya juu kama vile kebo za kudhibiti na kebo za umeme hutumia TPU kulinda nyenzo za mipako ya miundo tata ya kebo, na matumizi yake yanazidi kuenea.

④ Vifaa vya kimatibabu

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

⑤ Magari na njia zingine za usafiri

Kwa kutoa na kupaka pande zote mbili za kitambaa cha nailoni elastoma ya polyurethane thermoplastic, rafti za mashambulizi ya mapigano zinazoweza kupumuliwa na rafti za upelelezi zinazobeba watu 3-15 zinaweza kutengenezwa, zikiwa na utendaji bora zaidi kuliko rafti za mpira zinazoweza kupumuliwa; Elastoma ya polyurethane thermoplastic iliyoimarishwa na nyuzi za kioo inaweza kutumika kutengeneza vipengele vya mwili kama vile sehemu zilizoumbwa pande zote mbili za gari lenyewe, ngozi za milango, mabampa, vipande vya kuzuia msuguano, na grille.