Kaj je termoplastični poliuretanski elastomer?

Kaj je termoplastični poliuretanski elastomer?

Poliuretanski elastomer je raznovrstni poliuretanski sintetični materiali (druge sorte se nanašajo na poliuretansko peno, poliuretansko lepilo, poliuretansko prevleko in poliuretansko vlakno), termoplastične poliuretanske elastomere pa je ena od tri tipi Glavne vrste poliuretanskih elastomerov so vlivljeni poliuretanski elastomeri, okrajšani kot CPU in mešani poliuretanski elastomeri, okrajšani kot MPU).

TPU je nekakšen poliuretanski elastomer, ki ga lahko plastiramo s segrevanjem in raztopitvijo s topilom. V primerjavi s CPU in MPU ima TPU v svoji kemijski strukturi malo ali nič kemičnega navzkrižne povezave. Njegova molekularna veriga je v bistvu linearna, vendar obstaja določena količina fizične navzkrižne povezave. To je termoplastični poliuretanski elastomer, ki je zelo značilen po strukturi.

Struktura in razvrstitev TPU

Termoplastični poliuretanski elastomer je linearni polimer bloka (AB). A predstavlja polimerni poliol (ester ali polieter, molekulsko maso 1000 ~ 6000) z visoko molekulsko maso, imenovano dolga veriga; B predstavlja diol, ki vsebuje 2-12 atome ogljika z ravno verigo, imenovano kratka veriga.

V strukturi termoplastičnega poliuretanskega elastomera se segment A imenuje mehki segment, ki ima značilnosti prožnosti in mehkobe, zaradi česar ima TPU razširljivost; Uretanska veriga, ki nastane z reakcijo med segmentom B in izocianatom, se imenuje trdi segment, ki ima tako toge kot trde lastnosti. S prilagoditvijo razmerja segmentov A in B so izdelani izdelki TPU z različnimi fizičnimi in mehanskimi lastnostmi.

Glede na strukturo mehkega segmenta ga lahko razdelimo na vrsto poliestra, polieter in tip butadiena, ki vsebujejo skupino ester, skupino ether in skupino butene. Glede na strukturo trdega segmenta ga lahko razdelimo na seveda in sečnina sečnina, ki jih dobimo iz etilen glikolnih verig ali podaljševalcev diaminskih verig. Skupna klasifikacija je razdeljena na vrsto poliestra in tip polieterja.

Kakšne so surovine za sintezo TPU?

(1) Polimerni diol

Makromolekularni diol z molekulsko maso, ki sega od 500 do 4000 in bifunkcionalnih skupin, z vsebnostjo 50% do 80% v TPU Elastomer, ima odločilno vlogo v fizikalnih in kemičnih lastnostih TPU.

Polimerni diol, primeren za elastomer TPU, lahko razdelimo na poliester in polieter: poliester vključuje politetrametilen glikol adipične kisline (PBA) ε PCL, PHC; Polieterji vključujejo polioksipropilen eter glikol (PPG), tetrahidrofuran polieter glikol (PTMG) itd.

(2) Diisocianat

Molekulska teža je majhna, vendar je funkcija izjemna, ki ne igra le vloge povezovanja mehkega segmenta in trdega segmenta, ampak tudi obdari TPU z različnimi dobrimi fizičnimi in mehanskimi lastnostmi. Diizocianate, ki veljajo za TPU, so: metilen difenil diizocianat (MDI), metilen bis (-4-cikloheksanat) (Hmdi), p-fenizocijanat (NDI), 1,5-nafentalen diisocianat Diisocianat (PXDI) itd.

(3) Veriganski podaljšek

Verižni podaljšek z molekulsko maso 100 ~ 350, ki pripada majhnemu molekularnemu diolu, majhni molekulski masi, odprti verigi in nobeni substituent Skupina ne pripomore k pridobivanju visoke trdote in visoke skalarne mase TPU. Verižni podaljški, primerni za TPU, vključujejo 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hidroksietoksi) benzen (hqee), 1,4-cikloheksanedimetanol (CHDM), p-fenimetilglycol (PXG) itd.

Spreminjanje uporabe TPU kot zaostritvenega agenta

Za zmanjšanje stroškov izdelka in pridobivanje dodatnih zmogljivosti se lahko uporabijo poliuretanski termoplastični elastomeri kot pogosto uporabljena sredstva za topljenja, da zaostrijo različne termoplastične in spremenjene gumijaste materiale.

Zaradi visoke polarnosti je poliuretan lahko združljiv s polarnimi smolami ali gumi, kot je klorirani polietilen (CPE), ki ga lahko uporabimo za izdelavo medicinskih izdelkov; Mešanje z ABS lahko nadomesti inženirsko termoplastiko za uporabo; Kadar se uporablja v kombinaciji s polikarbonatom (PC), ima lastnosti, kot so odpornost na olje, odpornost na gorivo in udarna odpornost, in se lahko uporablja za izdelavo avtomobilskih karoserij; V kombinaciji s poliestrom je mogoče izboljšati njeno žilavost; Poleg tega je lahko dobro združljiv s PVC, polioksimetilenom ali PVDC; Poliester poliuretan je lahko dobro združljiv s 15% nitrilno gumo ali 40% nitrilno mešanico gume/PVC; Polieter poliuretan je lahko tudi dobro združljiv s 40% nitrilnim gumijastim/polivinil kloridnim lepilom; Lahko je tudi kompatibilen s kopolimeri akrilonitrila stirena (SAN); Lahko tvori interpenetrirajoče omrežne strukture z reaktivnimi polisiloksani. Velika večina zgoraj omenjenih mešanih lepil je že bila uradno izdelana.

V zadnjih letih se je vse večje raziskave o zaostritvi pom s strani TPU na Kitajskem. Mešanje TPU in POM ne samo izboljša visokotemperaturno odpornost in mehanske lastnosti TPU, ampak tudi znatno zaostri POM. Nekateri raziskovalci so pokazali, da je v testih nateznih zlomov v primerjavi z matrico POM zlitina POM s TPU prešla iz krhkega zloma v duktilno zlomljenje. Dodatek TPU obdari tudi POM z zmogljivostjo pomnilnika oblike. Kristalno območje POM služi kot fiksna faza zlitine pomnilnika oblike, medtem ko amorfno območje amorfnega TPU in POM služi kot reverzibilna faza. Kadar je temperatura odziva na obnovitev 165 ℃ in je čas obnovitve 120 sekund, stopnja obnovitve zlitine doseže več kot 95%, učinek okrevanja pa je najboljši.

TPU je težko biti združljiv z nepolarnimi polimernimi materiali, kot so polietilen, polipropilen, etilen propilen guma, butadinska guma, izoprenska guma ali odpadne gume v prahu in ga ni mogoče uporabiti za proizvodnjo kompozitov z dobrimi lastnostmi. Zato se za slednje pogosto uporabljajo metode površinske obdelave, kot so plazma, korona, mokra kemija, temeljni premaz, plamen ali reaktivni plin. Na primer, Ameriško podjetje za zračne izdelke in kemikalije je izvedlo F2/O2 aktivno obdelavo površine plina na ultra visoki molekulski maji polietilen fini prah z molekulsko maso 3-5 milijonov in ga dodalo na poliuretanski elastomer v razmerju 10%, kar lahko znatno izboljša njegovo upogibno modul, odpornost in odporen. Aktivno površinsko obdelavo s plinom F2/O2 se lahko uporabi tudi za usmerjeno podolgovata kratka vlakna z dolžino 6-35 mm, kar lahko izboljša togost in solzkosti sestavljenega materiala.

Kakšna so področja uporabe TPU?

Leta 1958 je Goodrich Chemical Company (zdaj preimenovan v Lubrizol) prvič registriral blagovno znamko TPU Estane. V zadnjih 40 letih je bilo po vsem svetu več kot 20 blagovnih znamk in vsaka blagovna znamka ima več serij izdelkov. Trenutno so glavni proizvajalci surovin na svetu: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding itd.

Kot odličen elastomer ima TPU široko paleto izdelkov na nižji stopnji, ki se pogosto uporabljajo v vsakodnevnih potrebah, športnih izdelkih, igračah, okrasnih materialih in drugih poljih. Spodaj je nekaj primerov.

① Materiali za čevlje

TPU se zaradi svoje odlične elastičnosti in odpornosti proti obrabi uporablja predvsem za materiale za čevlje. Izdelki za obutev, ki vsebujejo TPU, so veliko bolj udobni za nošenje kot običajni izdelki za obutev, zato se širše uporabljajo v izdelkih iz vrhunske obutve, zlasti nekaj športnih čevljev in priložnostnih čevljev.

② cevi

Zaradi mehkobe, dobre natezne trdnosti, udarne trdnosti in odpornosti na visoke in nizke temperature se cevi TPU na Kitajskem pogosto uporabljajo kot plinske in naftne cevi za mehansko opremo, kot so letala, rezervoarji, avtomobili, motorna kolesa in obdelovalna naprava.

③ kabel

TPU zagotavlja odpornost na solzo, odpornost na obrabo in upogibne lastnosti, pri čemer je visoka in nizka temperaturna odpornost ključ do zmogljivosti kabla. Tako na kitajskem trgu napredni kabli, kot so kontrolni kabli in električni kabli, uporabljajo TPU za zaščito materialov za prevleke zapletenih kabelskih modelov, njihove aplikacije pa postajajo vse bolj razširjene.

④ Medicinski pripomočki

TPU je varen, stabilen in kakovosten nadomestni material PVC, ki ne bo vseboval ftalata in drugih kemičnih škodljivih snovi in ​​se bo preselil v kri ali druge tekočine v medicinskem kateterju ali medicinski vrečki, da bi povzročil stranske učinke. Poleg tega je mogoče posebej razvito ekstruzijsko oceno in vbrizgavanje TPU enostavno uporabiti z malo odpravljanja napak v obstoječi PVC opremi.

⑤ vozila in druga prevozna sredstva

Z ekstrudiranjem in premazom obeh strani najlonske tkanine s poliuretanskim termoplastičnim elastomerjem, lahko naredijo napihljive bojne splave in izvidniške splave, ki prevažajo 3-15 ljudi, z veliko boljšo zmogljivostjo kot vulkanizirane gume napihljive splave; Poliuretanski termoplastični elastomer, ojačan s steklenimi vlakninami, lahko uporabimo za izdelavo komponent karoserije, kot so oblikovani deli na obeh straneh samega avtomobila, kože vrat, odbijači, proti trenjam proti trenjam in rešetki.