I 1958 registrerte Goodrich Chemical Company (nå omdøpt til Lubrizol) TPU-merket Estane for første gang. I løpet av de siste 40 årene har det vært mer enn 20 merkenavn rundt om i verden, og hvert merke har flere produktserier. For tiden inkluderer produsenter av TPU-råvarer hovedsakelig BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. kategori av TPU
I henhold til den myke segmentstrukturen kan den deles inn i polyestertype, polyetertype og butadientype, som henholdsvis inneholder estergruppe, etergruppe eller butengruppe.
I henhold til den harde segmentstrukturen kan den deles inn i uretantype og uretanureatype, som henholdsvis oppnås fra etylenglykolkjedeforlengere eller diaminkjedeforlengere. Den vanlige klassifiseringen er delt inn i polyestertype og polyetertype.
I henhold til tilstedeværelsen eller fraværet av tverrbinding kan den deles inn i ren termoplast og semitermoplast.
Førstnevnte har en ren lineær struktur og ingen tverrbindinger; sistnevnte inneholder en liten mengde tverrbundne bindinger, slik som allofansyreester.
I henhold til bruken av ferdige produkter kan de deles inn i profilerte deler (forskjellige maskinelementer), rør (kapper, stangprofiler), filmer (ark, tynne plater), lim, belegg, fibre, etc.
2. Syntese av TPU
TPU tilhører polyuretan når det gjelder molekylær struktur. Så, hvordan aggregerte det?
I henhold til forskjellige synteseprosesser er den hovedsakelig delt inn i bulkpolymerisasjon og løsningspolymerisasjon.
Ved bulkpolymerisasjon kan den også deles inn i prepolymerisasjonsmetode og ett-trinnsmetode basert på tilstedeværelse eller fravær av prereaksjon:
Prepolymerisasjonsmetoden innebærer å reagere diisocyanat med makromolekylære dioler i en viss tidsperiode før kjedeforlengelse tilsettes for å produsere TPU;
Ett-trinnsmetoden innebærer samtidig blanding og reaksjon av makromolekylære dioler, diisocyanater og kjedeforlengere for å danne TPU.
Løsningspolymerisasjon innebærer først å løse opp diisocyanat i et løsningsmiddel, deretter tilsette makromolekylære dioler for å reagere i en viss tidsperiode, og til slutt tilsette kjedeforlengere for å generere TPU.
Typen av mykt TPU-segment, molekylvekt, innhold av harde eller myke segmenter og TPU-aggregeringstilstand kan påvirke tettheten til TPU, med en tetthet på omtrent 1,10–1,25, og det er ingen signifikant forskjell sammenlignet med andre gummier og plasttyper.
Ved samme hardhet er tettheten til polyetertype TPU lavere enn for polyestertype TPU.
3. Behandling av TPU
TPU-partikler krever ulike prosesser for å danne sluttproduktet, hovedsakelig ved bruk av smelte- og løsningsmetoder for TPU-prosessering.
Smelteprosessering er en vanlig prosess i plastindustrien, som blanding, valsing, ekstrudering, blåsestøping og støping;
Løsningsprosessering er prosessen med å fremstille en løsning ved å løse opp partikler i et løsningsmiddel eller polymerisere dem direkte i et løsningsmiddel, og deretter belegge, spinne og så videre.
Sluttproduktet laget av TPU krever vanligvis ikke vulkaniserings-tverrbindingsreaksjon, noe som kan forkorte produksjonssyklusen og resirkulere avfallsmaterialer.
4. Ytelse av TPU
TPU har høy modulus, høy styrke, høy forlengelse og elastisitet, utmerket slitestyrke, oljebestandighet, lavtemperaturbestandighet og aldringsbestandighet.
Høy strekkfasthet, høy forlengelse og lav permanent kompresjonsdeformasjonsrate over lengre tid er alle betydelige fordeler med TPU.
XiaoU vil hovedsakelig utdype de mekaniske egenskapene til TPU fra aspekter som strekkfasthet og forlengelse, elastisitet, hardhet, etc.
Høy strekkfasthet og høy forlengelse
TPU har utmerket strekkfasthet og forlengelse. Fra dataene i figuren nedenfor kan vi se at strekkfastheten og forlengelsen til polyetertype TPU er mye bedre enn for polyvinylkloridplast og -gummi.
I tillegg kan TPU oppfylle kravene i næringsmiddelindustrien med lite eller ingen tilsetningsstoffer under prosessen, noe som også er vanskelig å oppnå for andre materialer som PVC og gummi.
Motstandskraft er svært følsom for temperatur
Elastisiteten til TPU refererer til graden av hvor raskt den gjenoppretter seg til sin opprinnelige tilstand etter at deformasjonsspenningen er lettet, uttrykt som gjenvinningsenergi, som er forholdet mellom deformasjonsretraksjonsarbeid og arbeidet som kreves for å produsere deformasjon. Det er en funksjon av den dynamiske modulen og den indre friksjonen til et elastisk legeme og er svært følsomt for temperatur.
Rebounden avtar med temperaturen synker inntil en viss temperatur, og elastisiteten øker raskt igjen. Denne temperaturen er krystallisasjonstemperaturen til det myke segmentet, som bestemmes av strukturen til den makromolekylære diolen. Polyetertype TPU er lavere enn polyestertype TPU. Ved temperaturer under krystallisasjonstemperaturen blir elastomeren veldig hard og mister sin elastisitet. Derfor er elastisiteten lik en rebound fra overflaten av et hardt metall.
Hardhetsområdet er Shore A60-D80
Hardhet er en indikator på et materiales evne til å motstå deformasjon, riper og støt.
Hardheten til TPU måles vanligvis ved hjelp av Shore A- og Shore D-hardhetstestere, hvor Shore A brukes for mykere TPU-er og Shore D brukes for hardere TPU-er.
Hardheten til TPU kan justeres ved å justere andelen myke og harde kjedesegmenter. Derfor har TPU et relativt bredt hardhetsområde, fra Shore A60-D80, som spenner over hardheten til gummi og plast, og har høy elastisitet gjennom hele hardhetsområdet.
Etter hvert som hardheten endres, kan noen egenskaper ved TPU endres. For eksempel vil økning av hardheten til TPU føre til endringer i ytelsen, som økt strekkmodul og rivestyrke, økt stivhet og trykkspenning (lastkapasitet), redusert forlengelse, økt tetthet og dynamisk varmeutvikling, og økt miljømotstand.
5. Påføring av TPU
Som en utmerket elastomer har TPU et bredt spekter av nedstrøms produktretninger og er mye brukt i daglige nødvendigheter, sportsartikler, leker, dekorative materialer og andre felt.
Skomaterialer
TPU brukes hovedsakelig til skomaterialer på grunn av sin utmerkede elastisitet og slitestyrke. Fottøyprodukter som inneholder TPU er mye mer komfortable å bruke enn vanlige fottøyprodukter, så de er mer utbredt i eksklusive fottøyprodukter, spesielt noen sportssko og fritidssko.
slange
På grunn av mykheten, den gode strekkfastheten, slagfastheten og motstanden mot høye og lave temperaturer, er TPU-slanger mye brukt i Kina som gass- og oljeslanger for mekanisk utstyr som fly, stridsvogner, biler, motorsykler og maskinverktøy.
kabel
TPU gir rivemotstand, slitestyrke og bøyningsegenskaper, med høy og lav temperaturmotstand som nøkkelen til kabelens ytelse. Så i det kinesiske markedet bruker avanserte kabler som kontrollkabler og strømkabler TPU for å beskytte beleggmaterialene i komplekse kabeldesign, og bruksområdene deres blir stadig mer utbredt.
Medisinsk utstyr
TPU er et trygt, stabilt og høykvalitets PVC-erstatningsmateriale som ikke inneholder ftalater og andre kjemisk skadelige stoffer, og som vil migrere til blodet eller andre væsker i medisinske katetre eller medisinske poser og forårsake bivirkninger. Det er også en spesialutviklet TPU av ekstruderings- og injeksjonskvalitet.
film
TPU-film er en tynn film laget av TPU-granulatmateriale gjennom spesielle prosesser som valsing, støping, blåsing og belegg. På grunn av sin høye styrke, slitestyrke, gode elastisitet og værbestandighet, er TPU-filmer mye brukt i industri, skomaterialer, klestilpasning, bilindustri, kjemisk industri, elektronikk, medisin og andre felt.
Publisert: 05.02.2020