In 1958 registreerde Goodrich Chemical Company (nu omgedoopt tot Lubrizol) het TPU -merk Estane voor het eerst. In de afgelopen 40 jaar zijn er meer dan 20 merknamen over de hele wereld geweest en elk merk heeft verschillende reeks producten. Momenteel omvatten TPU -grondstoffenfabrikanten voornamelijk BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1 、 Categorie van TPU
Volgens de structuur van de zachte segment kan deze worden verdeeld in het type polyester, het polyetertype en het butadieentype, dat respectievelijk estergroep, ethergroep of buentegroep bevat.
Volgens de structuur van de harde segment kan deze worden verdeeld in het urethaantype en het urethaan -ureumtype, die respectievelijk worden verkregen uit ethyleenglycolketenverlengers of diamineketenverlengers. De gemeenschappelijke classificatie is verdeeld in het type polyester en het polyetertype.
Volgens de aanwezigheid of afwezigheid van verknoping kan het worden onderverdeeld in puur thermoplastisch en semi-thermoplastisch.
De eerste heeft een pure lineaire structuur en geen verknopingsbindingen; De laatste bevat een kleine hoeveelheid verknoopte bindingen zoals allofaanzuurester.
Volgens het gebruik van afgewerkte producten kunnen ze worden onderverdeeld in geprofileerde onderdelen (verschillende machine -element), pijpen (omhulsels, barprofielen), films (vellen, dunne platen), lijmen, coatings, vezels, enz.
2 、 Synthese van TPU
TPU behoort tot polyurethaan in termen van moleculaire structuur. Dus, hoe is het geaggregeerd?
Volgens verschillende syntheseprocessen is het voornamelijk verdeeld in bulkpolymerisatie en oplossingspolymerisatie.
Bij bulkpolymerisatie kan het ook worden onderverdeeld in de pre-polymerisatiemethode en eenstapsmethode op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van pre-reactie:
De prepolymerisatiemethode omvat het reageren van diisocyanaat met macromoleculaire diols gedurende een bepaalde periode voordat ketenverlenging wordt toegevoegd om TPU te produceren;
De eenstapsmethode omvat tegelijkertijd het mengen en reageren van macromoleculaire diols, diisocyanaten en kettingverlengers om TPU te vormen.
Polymerisatie van oplossing omvat eerst het oplossen van diisocyanaat in een oplosmiddel, en vervolgens macromoleculaire diols toevoegen om gedurende een bepaalde periode te reageren en uiteindelijk ketenverlengers toe te voegen om TPU te genereren.
Het type TPU-zachte segment, het molecuulgewicht, het harde of zachte segmentgehalte en de TPU-aggregatietoestand kunnen de dichtheid van TPU beïnvloeden, met een dichtheid van ongeveer 1.10-1,25, en er is geen significant verschil in vergelijking met andere rubbers en kunststoffen.
Bij dezelfde hardheid is de dichtheid van het polyetertype TPU lager dan die van het polyester type TPU.
3 、 Verwerking van TPU
TPU -deeltjes vereisen verschillende processen om het eindproduct te vormen, voornamelijk met behulp van smelt- en oplossingsmethoden voor TPU -verwerking.
Smeltverwerking is een veelgebruikt proces in de plastic industrie, zoals mengen, rollen, extrusie, blaasvormen en vormen;
Oplossingsverwerking is het proces van het bereiden van een oplossing door deeltjes in een oplosmiddel op te lossen of deze direct in een oplosmiddel te polymeriseren en vervolgens te coaten, spinnen, enzovoort.
Het eindproduct gemaakt van TPU vereist over het algemeen geen vulkanisatie -verknopingsreactie, die de productiecyclus kan verkorten en afvalstoffen kan recyclen.
4 、 Prestaties van TPU
TPU heeft een hoge modulus, hoge sterkte, hoge verlenging en elasticiteit, uitstekende slijtvastheid, olieresistentie, weerstand van lage temperaturen en verouderingsweerstand.
Hoge treksterkte, hoge verlenging en lage langdurige compressie permanente vervormingssnelheid zijn allemaal belangrijke voordelen van TPU.
Xiaou zal voornamelijk uitwerken op de mechanische eigenschappen van TPU uit aspecten zoals treksterkte en verlenging, veerkracht, hardheid, enz.
Hoge treksterkte en hoge verlenging
TPU heeft een uitstekende treksterkte en verlenging. Uit de gegevens in de onderstaande figuur kunnen we zien dat de treksterkte en de verlenging van TPU van het polyetertype veel beter zijn dan die van polyvinylchloride plastic en rubber.
Bovendien kan TPU voldoen aan de vereisten van de voedingsindustrie met weinig of geen additieven toegevoegd tijdens de verwerking, wat ook moeilijk is voor andere materialen zoals PVC en rubber om te bereiken.
Veerkracht is erg gevoelig voor temperatuur
De veerkracht van TPU verwijst naar de mate waarin het snel herstelt naar zijn oorspronkelijke toestand nadat de vervormingsstress is verlicht, uitgedrukt als herstelergie, wat de verhouding is van vervormingsintrekkingswerkzaamheden tot het werk dat nodig is om vervorming te produceren. Het is een functie van de dynamische modulus en interne wrijving van een elastisch lichaam en is zeer gevoelig voor temperatuur.
De rebound neemt af met de afname van de temperatuur tot een bepaalde temperatuur, en de elasticiteit neemt snel weer toe. Deze temperatuur is de kristallisatietemperatuur van het zachte segment, die wordt bepaald door de structuur van de macromoleculaire diol. Polyether type TPU is lager dan polyester type TPU. Bij temperaturen onder de kristallisatietemperatuur wordt het elastomeer erg hard en verliest het zijn elasticiteit. Daarom is veerkracht vergelijkbaar met een rebound van het oppervlak van een hard metaal.
Het hardheidsbereik is Shore A60-D80
Hardheid is een indicatie van het vermogen van een materiaal om vervorming, scoren en krassen te weerstaan.
De hardheid van TPU wordt meestal gemeten met behulp van Shore A en Shore D Hardheidstesters, met kust A gebruikt voor zachtere TPU's en kust D gebruikt voor hardere TPU's.
De hardheid van TPU kan worden aangepast door het aandeel van zachte en harde ketensegmenten aan te passen. Daarom heeft TPU een relatief breed hardheidsbereik, variërend van kust A60-D80, die de hardheid van rubber en plastic overspant, en heeft hij een hoge elasticiteit in het gehele hardheidsbereik.
Naarmate de hardheid verandert, kunnen sommige eigenschappen van TPU veranderen. Het vergroten van de hardheid van TPU zal bijvoorbeeld resulteren in prestatieveranderingen zoals verhoogde trekmodulus en traansterkte, verhoogde stijfheid en drukspanning (belastingscapaciteit), verminderde verlenging, verhoogde dichtheid en dynamische warmteopwekking en verhoogde omgevingsweerstand.
5 、 Toepassing van TPU
Als een uitstekend elastomeer heeft TPU een breed scala aan stroomafwaartse productrichtingen en wordt veel gebruikt in dagelijkse benodigdheden, sportartikelen, speelgoed, decoratieve materialen en andere velden.
Schoenmaterialen
TPU wordt voornamelijk gebruikt voor schoenmaterialen vanwege de uitstekende elasticiteit en slijtvastheid. Schoenenproducten die TPU bevatten, zijn veel comfortabeler om te dragen dan gewone schoenenproducten, dus ze worden breder gebruikt in high-end schoeiselproducten, vooral sommige sportschoenen en casual schoenen.
slang
Vanwege zijn zachtheid, goede treksterkte, impactsterkte en weerstand tegen hoge en lage temperaturen, worden TPU -slangen veel gebruikt in China als gas- en olielangen voor mechanische apparatuur zoals vliegtuigen, tanks, auto's, motorfietsen en machinegereedschap.
kabel
TPU biedt scheurweerstand, slijtvastheid en buigkenmerken, waarbij weerstand met een hoge en lage temperatuur de sleutel is tot kabelprestaties. Dus op de Chinese markt gebruiken geavanceerde kabels zoals controlekabels en stroomkabels TPU's om de coatingmaterialen van complexe kabelontwerpen te beschermen, en hun toepassingen worden steeds wijdverbreider.
Medische hulpmiddelen
TPU is een veilig, stabiel en hoogwaardig PVC-vervangingsmateriaal, dat geen ftalaat en andere chemische schadelijke stoffen zal bevatten en migreert naar het bloed of andere vloeistoffen in de medische katheter of medische tas om bijwerkingen te veroorzaken. Het is ook een speciaal ontwikkelde extrusiekwaliteit en TPU van de injectie.
film
TPU -film is een dunne film gemaakt van TPU -korrelig materiaal door speciale processen zoals rollen, gieten, blazen en coating. Vanwege de hoge sterkte, slijtvastheid, goede elasticiteit en weerweerstand worden TPU -films veel gebruikt in industrieën, schoenmaterialen, kledingaanpassing, automotive, chemische, elektronische, medische en andere velden.
Posttijd: februari-05-2020