Godine 1958., Goodrich Chemical Company (sada preimenovana u Lubrizol) prvi je put registrirala TPU marku Estane. Tijekom proteklih 40 godina, diljem svijeta postoji više od 20 robnih marki, a svaka marka ima nekoliko serija proizvoda. Trenutno, proizvođači TPU sirovina uglavnom uključuju BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical itd.
1. Kategorija TPU-a
Prema strukturi mekog segmenta, može se podijeliti na poliesterski tip, polieterski tip i butadienski tip, koji sadrže estersku skupinu, eterski tip ili butenski tip.
Prema strukturi tvrdog segmenta, može se podijeliti na uretanski tip i uretan-urea tip, koji se dobivaju od etilen-glikolnih ili diaminskih produživača lanca. Uobičajena klasifikacija je podijeljena na poliesterski tip i polieterski tip.
Prema prisutnosti ili odsutnosti umrežavanja, mogu se podijeliti na čiste termoplastike i polu-termoplastike.
Prvi ima čistu linearnu strukturu i nema umreženih veza; Potonji sadrži malu količinu umreženih veza poput estera alofanske kiseline.
Prema namjeni gotovih proizvoda, mogu se podijeliti na profilirane dijelove (razni strojni elementi), cijevi (plaštevi, profilne šipke), folije (limovi, tanke ploče), ljepila, premaze, vlakna itd.
2. Sinteza TPU-a
TPU pripada poliuretanu po molekularnoj strukturi. Dakle, kako se agregirao?
Prema različitim postupcima sinteze, uglavnom se dijeli na polimerizaciju u masi i polimerizaciju u otopini.
U polimerizaciji u masi, ona se također može podijeliti na metodu predpolimerizacije i metodu u jednom koraku na temelju prisutnosti ili odsutnosti predreakcije:
Metoda predpolimerizacije uključuje reakciju diizocijanata s makromolekularnim diolima tijekom određenog vremenskog razdoblja prije dodavanja produljenja lanca za proizvodnju TPU-a;
Jednostupanjska metoda uključuje istovremeno miješanje i reakciju makromolekularnih diola, diizocijanata i produživača lanca kako bi se formirao TPU.
Polimerizacija u otopini uključuje prvo otapanje diizocijanata u otapalu, zatim dodavanje makromolekularnih diola koji reagiraju određeno vrijeme, i na kraju dodavanje produživača lanca za stvaranje TPU-a.
Vrsta mekog segmenta TPU-a, molekularna težina, sadržaj tvrdog ili mekog segmenta i stanje agregacije TPU-a mogu utjecati na gustoću TPU-a, s gustoćom od približno 1,10-1,25, i nema značajne razlike u usporedbi s drugim gumama i plastikama.
Pri istoj tvrdoći, gustoća TPU-a polieterskog tipa je niža od gustoće TPU-a poliesterskog tipa.
3. Obrada TPU-a
Za oblikovanje konačnog proizvoda česticama TPU-a potrebni su različiti procesi, uglavnom korištenjem metoda taljenja i otapanja za obradu TPU-a.
Taljenje je često korišteni postupak u industriji plastike, kao što su miješanje, valjanje, ekstruzija, puhanje i oblikovanje;
Obrada otopinom je postupak pripreme otopine otapanjem čestica u otapalu ili njihovom izravnom polimerizacijom u otapalu, a zatim premazivanjem, predenjem i tako dalje.
Konačni proizvod izrađen od TPU-a općenito ne zahtijeva reakciju umrežavanja vulkanizacijom, što može skratiti proizvodni ciklus i reciklirati otpadne materijale.
4. Performanse TPU-a
TPU ima visoki modul, visoku čvrstoću, visoko istezanje i elastičnost, izvrsnu otpornost na habanje, otpornost na ulje, otpornost na niske temperature i otpornost na starenje.
Visoka vlačna čvrstoća, visoko istezanje i niska dugotrajna stopa trajne deformacije kompresije značajne su prednosti TPU-a.
XiaoU će uglavnom detaljnije objasniti mehanička svojstva TPU-a s aspekata kao što su vlačna čvrstoća i istezanje, otpornost, tvrdoća itd.
Visoka vlačna čvrstoća i visoko istezanje
TPU ima izvrsnu vlačnu čvrstoću i istezanje. Iz podataka na donjoj slici možemo vidjeti da su vlačna čvrstoća i istezanje TPU-a polieterskog tipa puno bolji od onih od polivinilkloridne plastike i gume.
Osim toga, TPU može zadovoljiti zahtjeve prehrambene industrije s malo ili bez dodanih aditiva tijekom obrade, što je također teško postići za druge materijale poput PVC-a i gume.
Otpornost je vrlo osjetljiva na temperaturu
Otpornost TPU-a odnosi se na stupanj u kojem se brzo oporavlja u prvobitno stanje nakon što se ublaži deformacijski napon, izražena kao energija oporavka, što je omjer rada deformacijskog povlačenja i rada potrebnog za stvaranje deformacije. To je funkcija dinamičkog modula i unutarnjeg trenja elastičnog tijela i vrlo je osjetljiva na temperaturu.
Odbijanje se smanjuje s padom temperature do određene temperature, a elastičnost se ponovno brzo povećava. Ova temperatura je temperatura kristalizacije mekog segmenta, koja je određena strukturom makromolekularnog diola. TPU polieterskog tipa je niži od TPU poliesterskog tipa. Na temperaturama ispod temperature kristalizacije, elastomer postaje vrlo tvrd i gubi elastičnost. Stoga je elastičnost slična odbijanju od površine tvrdog metala.
Raspon tvrdoće je Shore A60-D80
Tvrdoća je pokazatelj sposobnosti materijala da se odupre deformacijama, zarezima i grebanju.
Tvrdoća TPU-a obično se mjeri pomoću mjerača tvrdoće Shore A i Shore D, pri čemu se Shore A koristi za mekše TPU-ove, a Shore D za tvrđe TPU-ove.
Tvrdoća TPU-a može se podesiti podešavanjem udjela mekih i tvrdih segmenata lanca. Stoga TPU ima relativno širok raspon tvrdoće, od Shore A60-D80, obuhvaćajući tvrdoću gume i plastike, te ima visoku elastičnost u cijelom rasponu tvrdoće.
Kako se tvrdoća mijenja, mogu se promijeniti i neka svojstva TPU-a. Na primjer, povećanje tvrdoće TPU-a rezultirat će promjenama u performansama kao što su povećani modul vlačne elastičnosti i čvrstoća na kidanje, povećana krutost i tlačno naprezanje (nosivost), smanjeno istezanje, povećana gustoća i dinamičko stvaranje topline te povećana otpornost na utjecaje okoliša.
5. Primjena TPU-a
Kao izvrstan elastomer, TPU ima širok raspon proizvodnih smjerova i široko se koristi u svakodnevnim potrepštinama, sportskoj robi, igračkama, ukrasnim materijalima i drugim područjima.
Materijali za cipele
TPU se uglavnom koristi za materijale za obuću zbog svoje izvrsne elastičnosti i otpornosti na habanje. Proizvodi obuće koji sadrže TPU mnogo su udobniji za nošenje od običnih proizvoda obuće, pa se šire koriste u vrhunskim proizvodima obuće, posebno nekim sportskim cipelama i ležernim cipelama.
crijevo
Zbog svoje mekoće, dobre vlačne čvrstoće, udarne čvrstoće i otpornosti na visoke i niske temperature, TPU crijeva se široko koriste u Kini kao crijeva za plin i ulje za mehaničku opremu poput zrakoplova, tenkova, automobila, motocikala i alatnih strojeva.
kabel
TPU pruža otpornost na kidanje, otpornost na habanje i karakteristike savijanja, pri čemu je otpornost na visoke i niske temperature ključna za performanse kabela. Stoga se na kineskom tržištu napredni kabeli poput kontrolnih i energetskih kabela koriste za zaštitu materijala premaza složenih kabelskih dizajna, a njihova primjena postaje sve raširenija.
Medicinski uređaji
TPU je siguran, stabilan i visokokvalitetan zamjenski materijal za PVC koji ne sadrži ftalate i druge kemijski štetne tvari te će migrirati u krv ili druge tekućine u medicinskom kateteru ili medicinskoj vrećici uzrokujući nuspojave. Također je posebno razvijen TPU ekstruzijske i injekcijske kvalitete.
film
TPU folija je tanka folija izrađena od TPU granuliranog materijala posebnim postupcima kao što su valjanje, lijevanje, puhanje i premazivanje. Zbog svoje visoke čvrstoće, otpornosti na habanje, dobre elastičnosti i otpornosti na vremenske uvjete, TPU folije se široko koriste u industriji, materijalima za obuću, odjeću, automobilskoj, kemijskoj, elektroničkoj, medicinskoj i drugim područjima.
Vrijeme objave: 05. veljače 2020.