TPU je poliuretanski termoplastični elastomer, ki je večfazni blok kopolimer, sestavljen iz diizocijanatov, poliolov in verižnih podaljševalcev. Kot visokozmogljivi elastomer ima TPU široko paleto navodil na nižji stopnji in se pogosto uporablja v vsakodnevnih potrebah, športni opremi, igračah, okrasnih materialih in drugih poljih, kot so materiali za čevlje, cevi, kabli, medicinski pripomočki itd.
Trenutno glavni proizvajalci surovin TPU vključujejo BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Novi materialiin tako naprej. S postavitvijo in širjenjem zmogljivosti domačih podjetij je industrija TPU trenutno zelo konkurenčna. Vendar pa se na področju aplikacij višjega cenovnega razreda še vedno opira na uvoz, kar je tudi področje, v katerem mora Kitajska doseči preboje. Pogovorimo se o prihodnjih tržnih možnostih izdelkov TPU.
1. Superkritična penasta e-TPU
Leta 2012 sta Adidas in BASF skupaj razvila tekaško blagovno znamko Shoe EnergyBoost, ki kot material srednjega podplata uporablja foamed TPU (trgovinsko ime Infinergy). Zaradi uporabe polieter TPU z obalo trdoto 80-85 kot substrat lahko v primerjavi z srednjimi podplati EVA še vedno ohranjajo dobro elastičnost in mehkobo v okoljih pod 0 ℃, kar izboljšuje udobje in je splošno prepoznano na trgu.
2
TPU ima dobro odpornost na udarce, v nekaterih aplikacijah pa je potreben visok elastični modul in zelo trdi materiali. Sprememba ojačitve steklenih vlaken je pogosto uporabljena tehnika za povečanje elastičnega modula materialov. S spreminjanjem je mogoče pridobiti termoplastične kompozitne materiale z številnimi prednosti, kot so visok elastični modul, dobra izolacija, močna toplotna odpornost, dobra zmogljivost elastične okrevanja, dobra korozijska odpornost, odpornost na udarce, nizki koeficient širitve in dimenzijsko stabilnost.
BASF je uvedel tehnologijo za pripravo visokega modula, ojačanega s TPU, ojačanim s steklenimi kratkimi vlakni v svojem patentu. TPU s trdoto obale D 83 je bil sintetiziran z mešanjem politetrafluoroetilen glikola (PTMEG, Mn = 1000), MDI in 1,4-butanediol (BDO) z 1,3-propaniol kot surovine. Ta TPU je bil sestavljen s steklenimi vlakninami v masnem razmerju 52:48, da smo dobili sestavljen material z elastičnim modulom 18,3 GPa in natezno trdnostjo 244 MPa.
Poleg steklenih vlaken obstajajo tudi poročila o izdelkih, ki uporabljajo kompozitni TPU iz ogljikovih vlaken, kot je Covestrova kompozitna plošča Maezio Carbon Fiber/TPU, ki ima elastični modul do 100 GPA in nižjo gostoto kot kovine.
3. Halogen brezplačen plamen retardant TPU
TPU ima visoko trdnost, visoko žilavost, odlično odpornost proti obrabi in druge lastnosti, zaradi česar je zelo primeren material za ovce za žice in kable. Toda na poljih za prijavo, kot so polnilne postaje, je potrebna višja zaostalost plamena. Na splošno obstajata dva načina za izboljšanje zmogljivosti TPU, ki zavira plamen. Ena je reaktivna sprememba plamena, ki vključuje uvedbo materialov za zaviranje plamena, kot so polioli ali izocianate, ki vsebujejo fosfor, dušik in drugi elementi v sintezo TPU s kemičnim vezanjem; Druga je aditivna sprememba plamena, ki vključuje uporabo TPU kot podlage in dodajanje zaviralcev plamena za mešanje taline.
Reaktivna modifikacija lahko spremeni strukturo TPU, ko pa je količina zaviralca aditiva plamena velika, se moč TPU zmanjšuje, zmogljivost obdelave se poslabša in dodajanje majhne količine ne more doseči zahtevane ravni zaviralca plamena. Trenutno ni komercialno na voljo visokega zaostalega izdelka, ki bi lahko resnično ustrezal uporabi polnilnih postaj.
Nekdanji Bayer MaterialScience (zdaj Kostron) je nekoč predstavil organski fosfor, ki vsebuje poliol (IHPO), ki temelji na fosfinskem oksidu v patentu. Polieter TPU, sintetiziran iz IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI in BDO ima odlične zaostalosti v plamenu in mehanske lastnosti. Proces ekstrudiranja je gladek, površina izdelka pa gladka.
Dodajanje zaviralcev plamenov brez halogena je trenutno najpogosteje uporabljena tehnična pot za pripravo TPU za retardant brez halogena. Na splošno se na fosforu, na osnovi dušika, silicijevega, na osnovi borovih zaostalih plamenov, sestavljeni ali kovinski hidroksidi uporabljajo kot zaviralci plamenov. Zaradi prirojene vnetljivosti TPU je pogosto potrebna količina zaostalega polnjenja več kot 30%, da med zgorevanjem tvori stabilno plast plamena. Ko pa je dodana količina zaostalega plamena velika, je zaviralca plamena v substratu TPU neenakomerno razpršena, mehanske lastnosti zaostalega TPU pa niso idealne, kar tudi omejuje njegovo uporabo in promocijo na poljih, kot so cevi, filmi in kable.
Patent BASF uvaja tehnologijo TPU, ki retardant plamena, ki meša melaminski polifosfat, in fosfor, ki vsebuje derivat fosfinske kisline, kot zaviralce plamenov s TPU s povprečno molekulsko maso, večjo od 150kDa. Ugotovljeno je bilo, da se je zmogljivost zaostanka plamena znatno izboljšala, medtem ko je dosegla visoko natezno trdnost.
Za nadaljnje izboljšanje natezne trdnosti gradiva BASF patent uvaja metodo za pripravo CrossLinking Agent MasterBatch, ki vsebuje izocianate. Če dodate 2% te vrste MasterBatcha v sestavo, ki izpolnjuje zahteve za zaviranje plamena UL94V-0, lahko poveča natezno trdnost materiala s 35MPa na 40MPa, hkrati pa ohranja zmogljivost zaostanka V-0.
Za izboljšanje odpornosti na toplotno staranje TPU-retardant-Retardant TPULinghua novo podjetje za materialeUvaja tudi metodo uporabe površinsko prevlečenih kovinskih hidroksidov kot zaviralcev plamena. Za izboljšanje odpornosti hidrolize TPU-retardant-Retardant TPU,Linghua novo podjetje za materialeUvedel kovinski karbonat na podlagi dodajanja zaviralca melamina v drugi prijavi patenta.
4. TPU za film za zaščito pred avtomobilskimi barvami
Zaščitni film za zaščito avtomobilov je zaščitni film, ki izolira površino barve iz zraka po namestitvi, preprečuje kisli dež, oksidacijo, praske in zagotavlja dolgotrajno zaščito za površino barve. Njegova glavna funkcija je zaščita površine avtomobila po namestitvi. Film za zaščito barv na splošno sestavlja tri sloje, s samozdravljenjem na površini, polimernim filmom na sredini in akrilnim tlačnim lepilom na spodnji plasti. TPU je eden glavnih materialov za pripravo vmesnih polimernih filmov.
Zahteve glede zmogljivosti za TPU, ki se uporablja v filmu za zaščito barv, so naslednje: odpornost na praske, visoka preglednost (svetlobna prepustnost> 95%), nizkotemperaturna fleksibilnost, visokotemperaturna odpornost, natezna trdnost> 50MPa, raztezanje> 400%in obali trdota 87-93; Najpomembnejša zmogljivost je vremenska odpornost, ki vključuje odpornost na UV staranje, toplotno oksidativno razgradnjo in hidrolizo.
Trenutno zreli izdelki so alifatski TPU, pripravljeni iz dicikloheksil diisocianata (H12MDI) in polikaprolaktonskega diola kot surovin. Navadni aromatični TPU vidno postane rumeno po enem dnevu UV -obsevanja, medtem ko lahko alifatski TPU, ki se uporablja za film za zavijanje avtomobilov, lahko ohrani svoj koeficient rumenenja brez pomembnih sprememb v enakih pogojih.
Poly (ε - kaprolakton) TPU ima bolj uravnoteženo zmogljivost v primerjavi s polieterjem in poliestrskim TPU. Po eni strani lahko kaže odlično solzno odpornost navadnega poliestrskega TPU, medtem ko na drugi strani kaže tudi izjemno nizko trajno deformacijo nizke stiskanja in visoko uspešnost polieter TPU, ki se tako široko uporablja na trgu.
Zaradi različnih zahtev za učinkovitost stroškov izdelka po segmentaciji trga, z izboljšanjem tehnologije površinske prevleke in sposobnosti prilagajanja lepilne formule obstaja tudi možnost, da se v prihodnosti uporabi poliester ali navaden poliester H12MDI alifatski TPU.
5. TPU na biološkem nastajanju
Skupna metoda za pripravo TPU, ki temelji na biografiji, je uvedba bioloških monomerov ali vmesnih vmesnih snovi med postopkom polimerizacije, kot so biološki izocianati (na primer MDI, PDI), biololi na osnovi biologov, ki temeljijo na biobah, so relativno redki na trgu, medtem ko so biološki polioli pogostejši.
Glede na biološke izocijanate, ki temeljijo na bio, so že leta 2000, BASF, Covestro in drugi vložili veliko truda v raziskave PDI, prva serija izdelkov PDI pa je bila na trg vložena v letih 2015–2016. Wanhua Chemical je razvil 100 -odstotne izdelke TPU na osnovi BIO z uporabo PDI na osnovi bioloških izdelkov, narejenih iz koruznega stožca.
Glede na biologe, ki temeljijo na bioloki, vključuje biolitetrafluoroetilen (PTMEG), na biološkem bioesterju, ki temelji na biolskih poliolih, ki temeljijo na biololi, ki temeljijo na biololcih, ki temeljijo na biololi na osnovi Bio, na osnovi Bio, ki temelji na biololi, ki temelji na biolokih, itd.
Trenutno je več proizvajalcev TPU sprožilo TPU na osnovi bio, katerih zmogljivost je primerljiva s tradicionalnim TPU, ki temelji na petrokemiji. Glavna razlika med temi bio TPU -ji je v ravni vsebine, ki temeljijo na bio, na splošno od 30% do 40%, nekateri pa dosežejo celo višje ravni. V primerjavi s tradicionalnim TPU na osnovi petrokemije ima TPU na BIO prednosti, kot so zmanjšanje emisij ogljika, trajnostna regeneracija surovin, zelena proizvodnja in ohranjanje virov. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical inLinghua Novi materialiso predstavili svoje blagovne znamke TPU, ki temeljijo na bio, in zmanjšanje ogljika in trajnost sta tudi ključna smer za razvoj TPU v prihodnosti.
Čas objave: avgust-09-2024