Sintesi, ipproċessar, prestazzjoni u applikazzjoni ta' materjali TPU

TPU (polyurethane termoplastiku)huwa tip ta' poliuretan li jista' jiġi plastifikat bit-tisħin u jista' jinħall b'solventi. Meta mqabbel mat-tip ta' taħlit u t-tip ta' ikkastjar, il-poliuretan termoplastiku m'għandux jew ftit crosslinking kimiku fl-istruttura kimika, u l-molekuli tiegħu huma bażikament lineari, iżda hemm ċertu ammont ta' skambju fiżiku.
Il-kunċett tal-hekk imsejjaħ skambju fiżiku, propost għall-ewwel darba minn Schollenberger CS fl-1958, jirreferi għall-eżistenza ta' "punti ta' konnessjoni" riversibbli bejn ktajjen molekulari lineari tal-poliuretan meta esposti għas-sħana jew għas-solventi. Fil-fatt mhuwiex crosslink kimiku. Iżda jaġixxi bħala crosslink kimiku. Bħala riżultat ta' dan ir-crosslink fiżiku, il-poliuretan jifforma struttura morfoloġika eteroġenja, u r-rabta tal-idroġenu tal-poliuretan issaħħaħ il-morfoloġija tiegħu u tagħmlu reżistenti għal umdità ogħla.

X'inhi l-klassifikazzjoni tat-TPU

Issa li nafu x'inhu TPU, x'inhuma l-klassifikazzjonijiet tiegħu? Skont standards ta' klassifikazzjoni differenti, it-TPU jista' jkollu ħafna klassifikazzjonijiet differenti.

Pereżempju, skont l-istruttura tas-segment artab, jista' jinqasam f'tip ta' poliester, tip ta' polietere u tip ta' butadiene, li fihom rispettivament grupp ta' ester, grupp ta' etere jew grupp ta' butene. Skont l-istruttura tas-segment iebes, jista' jinqasam f'tip ta' uretan u tip ta' uretan-urea, li jinkisbu rispettivament minn estendenti tal-katina tad-diol jew estendenti tal-katina tad-diamina. Id-diviżjoni komuni hija maqsuma f'tip ta' poliester u tip ta' polietere.
Skont il-preżenza jew in-nuqqas ta' crosslinking, jista' jinqasam f'termoplastiku pur u semi-termoplastiku. Tal-ewwel għandu struttura lineari pura mingħajr rabtiet ta' crosslinking; tal-aħħar fih ammont żgħir ta' allofanat u rabtiet oħra ta' crosslinking. Skont l-użu tal-prodotti lesti, jista' jinqasam f'partijiet b'forma speċjali (diversi partijiet mekkaniċi), pajpijiet (kisi, profili tal-vireg), films (folji, folji), adeżivi, kisi, u fibri.

Kif jiġi sintetizzat it-TPU

Għalkemm hemm ħafna klassifikazzjonijiet tat-TPU, kollha jappartjenu għall-poliuretan f'termini ta' struttura molekulari. Allura kif ingħaqad flimkien? Skont proċessi ta' sinteżi differenti, huwa prinċipalment maqsum f'polimerizzazzjoni bl-ingrossa u polimerizzazzjoni f'soluzzjoni.

Fil-polimerizzazzjoni bl-ingrossa, tista' tinqasam f'metodu ta' pre-polimerizzazzjoni u metodu ta' stadju wieħed skont jekk hemmx pre-reazzjoni: il-metodu ta' pre-polimerizzazzjoni huwa li d-diisoċjanat jirreaġixxi mad-diol makromolekulari għal ċertu perjodu ta' żmien, u mbagħad iżżid estensjoni tal-katina biex tipproduċi TPU; Id-dioli molekulari, id-diisoesteri u l-estensuri tal-katina jitħalltu simultanjament u jirreaġixxu biex jiffurmaw TPU.
Il-polimerizzazzjoni tas-soluzzjoni hija li l-ewwel tinħall id-diisoċjanat fis-solvent, imbagħad jiżdied id-diol makromolekulari biex jirreaġixxi għal ċertu perjodu ta' żmien, u fl-aħħar jiżdied estensur tal-katina biex jiġġenera t-TPU.
It-tip ta' segment artab, il-piż molekulari, is-segment iebes jew il-kontenut tas-segment artab u l-istat ta' aggregazzjoni tat-TPU tat-TPU jaffettwaw id-densità tat-TPU. Id-densità hija bejn 1.10 u 1.25, li mhijiex differenti b'mod sinifikanti minn gomom u plastiks oħra. Bl-istess ebusija, id-densità tal-polietere TPU hija aktar baxxa minn dik tal-poliester TPU.

Kif jiġi pproċessat it-TPU

Ir-reżina TPU teħtieġ li tiġi pproċessata biex tagħmel prodotti lesti, u t-TPU jiġi pproċessat prinċipalment permezz tal-metodu tat-tidwib u l-metodu tas-soluzzjoni. L-istruttura molekulari tagħha hija blokka riġida miksuba billi tirreaġixxi d-diphenylmethane diisocyanate (MDI) jew it-toluene diisocyanate (TDI) ma' estensur tal-katina u diisocyanate bħal diphenylmethane diisocyanate (MDI) jew toluene diisocyanate (TDI). Il-molekuli u l-polioli makromolekulari jirreaġixxu alternattivament biex jiffurmaw segmenti flessibbli.

L-ipproċessar tat-tidwib huwa proċess użat komunement fl-industrija tal-plastik: bħat-taħlit, il-kalandrar, l-estrużjoni, l-iffurmar bl-infiħ u l-iffurmar (inklużi l-injezzjoni, il-kompressjoni, it-trasferiment u ċ-ċentrifugazzjoni eċċ. l-ipproċessar tas-soluzzjoni huwa x-xoljiment tal-gerbub f'solventi jew il-polimerizzazzjoni diretta f'solventi. Wara li ssir soluzzjoni, jitwettqu l-kisi, l-għażil, eċċ.
It-TPU jiġi prodott fil-prodott finali, li ġeneralment ma jeħtieġx vulkanizzazzjoni u reazzjoni ta' cross-linking, li tista' tqassar iċ-ċiklu tal-produzzjoni, u l-materjali tal-iskart jistgħu jiġu riċiklati u użati mill-ġdid.

Prestazzjoni tat-TPU

Bħall-poliuretan fondut (likwidu) u l-poliuretan imħallat (solidu), it-TPU għandu modulus għoli, saħħa għolja, titwil għoli u elastiċità għolja, reżistenza eċċellenti għall-użu, reżistenza għaż-żejt, reżistenza għat-temperatura baxxa u reżistenza għat-tixjiħ. Fost dawn, is-saħħa għolja tat-tensjoni, it-tiwil għoli, u s-sett baxx ta' kompressjoni fit-tul huma kollha vantaġġi sinifikanti tat-TPU.

1. Saħħa għolja tat-tensjoni u titwil għoli
It-TPU għandu saħħa tensili u titwil eċċellenti. Mid-dejta fil-figura t'hawn taħt, nistgħu naraw li s-saħħa tensili u t-tiwil tal-polietere TPU huma ħafna aħjar minn dawk tal-plastik u l-gomma tal-polivinil klorur.

Barra minn hekk, it-TPU jista' jissodisfa r-rekwiżiti tal-industrija tal-ikel mingħajr ma jżid jew iżid ftit addittivi fil-proċess tal-ipproċessar, li huwa diffiċli għal materjali oħra bħall-PVC u l-gomma.

2. Ir-reżiljenza hija sensittiva ħafna għat-temperatura
Ir-reżiljenza tat-TPU tirreferi għall-grad ta' rkupru rapidu għall-forma oriġinali tiegħu wara li l-istress tad-deformazzjoni jiġi rilaxxat, li huwa espress bl-enerġija ta' rkupru, jiġifieri, il-proporzjon tax-xogħol ta' retrazzjoni tad-deformazzjoni għax-xogħol meħtieġ għad-deformazzjoni. Hija funzjoni tal-modulu dinamiku u l-frizzjoni interna tal-elastomeru u hija sensittiva ħafna għat-temperatura.

Ir-rebound jonqos bit-tnaqqis tat-temperatura, sakemm tilħaq ċerta temperatura, l-elastiċità terġa' tiżdied malajr. Din it-temperatura hija t-temperatura tal-kristallizzazzjoni tas-segment artab, li tiddependi fuq l-istruttura tad-diol makromolekulari, u l-polietere TPU huwa aktar baxx mit-TPU tal-poliester. F'temperaturi taħt it-temperatura tal-kristallizzazzjoni, l-elastomeru jsir iebes ħafna u jitlef l-elastiċità tiegħu, għalhekk, ir-rebound huwa simili għar-rebound minn wiċċ tal-metall iebes.

3. Il-firxa tal-ebusija hija Shore A60 ~ D80
L-ebusija hija indikatur tal-abbiltà ta' materjal li jirreżisti d-deformazzjoni, il-grif u l-qxur.
L-ebusija tat-TPU tista' tiġi aġġustata billi jiġi aġġustat il-proporzjon tas-segmenti tal-katina rotob u iebsin. Għalhekk, it-TPU għandu firxa ta' ebusija relattivament wiesgħa. L-ebusija tiegħu tvarja minn Shore A60 sa D80, li tkopri l-ebusija tal-gomma u l-plastik, u għandha firxa wiesgħa ta' ebusija fil-medda kollha tal-ebusija. Elastiċità għolja.
Bil-bidla fl-ebusija, xi proprjetajiet tat-TPU jinbidlu. Pereżempju, jekk l-ebusija tat-TPU tiżdied, ikun hemm bidliet fil-prestazzjoni bħal żieda fil-modulu tat-tensjoni u s-saħħa tad-dmugħ, żieda fir-riġidità u l-istress kompressiv (kapaċità tat-tagħbija), tnaqqis fit-titwil, żieda fid-densità u l-ġenerazzjoni dinamika tas-sħana, u żieda fir-reżistenza ambjentali.

Qasam tal-applikazzjoni tat-TPU

It-TPU ġie kummerċjalizzat b'suċċess għall-ewwel darba mill-American Goodrich Chemical Company (issa Lubrizol) fl-1958, u minn dakinhar ġie riċerkat u estiż madwar id-dinja. Fil-preżent, il-manifatturi tal-materja prima tat-TPU jinkludu prinċipalment BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical u oħrajn.
Bħala elastomeru b'prestazzjoni eċċellenti, it-TPU għandu firxa wiesgħa ta' prodotti downstream u jintuża ħafna f'neċessitajiet ta' kuljum, oġġetti sportivi, ġugarelli, materjali dekorattivi u oqsma oħra. Hawn huma ftit eżempji.
1. Materjal taż-żarbun
It-TPU jintuża fil-materjali taż-żraben l-aktar minħabba l-elastiċità eċċellenti tiegħu u r-reżistenza għall-użu. Il-prodotti taż-żraben li fihom it-TPU huma ħafna superjuri fil-kumdità tal-ilbies mill-prodotti taż-żraben ordinarji, għalhekk jintużaw ħafna fi prodotti taż-żraben ta' kwalità għolja, speċjalment xi żraben sportivi u żraben każwali.


2. Mank
Minħabba li l-pajp TPU għandu ratba, saħħa tensili tajba, saħħa tal-impatt u reżistenza għat-temperatura għolja u baxxa, il-pajp TPU jintuża ħafna fiċ-Ċina għat-trasport tal-gass u ż-żejt minn ajruplani, tankijiet, karozzi, muturi, għodod tal-magni u pajpijiet oħra ta' tagħmir mekkaniku.



3. Kejbil
It-TPU jipprovdi reżistenza għad-dmugħ, reżistenza għall-użu u karatteristiċi ta' liwi, u r-reżistenza għat-temperatura għolja u baxxa hija ċ-ċavetta għall-prestazzjoni tal-kejbil. Għalhekk, fis-suq Ċiniż, it-TPU għal kejbils ta' kwalità għolja, bħal kejbils tal-kontroll u kejbils tal-enerġija, jintuża biex jipproteġi l-materjali tal-kisi ta' kejbils b'disinji kumplessi, u l-użi tiegħu qed isiru dejjem aktar estensivi.



4. Tagħmir mediku
It-TPU huwa alternattiva sikura, stabbli u ta’ kwalità għolja għall-PVC. Ma fihx sustanzi kimiċi ta’ ħsara bħall-ftalat, u jemigra lejn id-demm jew likwidi oħra f’kateters mediċi jew boroż mediċi u jikkawża effetti sekondarji. It-TPU ta’ grad ta’ estrużjoni u ta’ grad ta’ injezzjoni jistgħu jintużaw faċilment bi ftit aġġustament fit-tagħmir eżistenti tal-PVC.