In 1958 registreerde Goodrich Chemical Company (nu omgedoopt tot Lubrizol) voor het eerst het TPU-merk Estane.De afgelopen 40 jaar zijn er wereldwijd meer dan twintig merknamen geweest, en elk merk heeft verschillende productseries.Momenteel omvatten de producenten van TPU-grondstoffen voornamelijk BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, enz.
1, Categorie TPU
Volgens de zachte segmentstructuur kan deze worden onderverdeeld in polyestertype, polyethertype en butadieentype, die respectievelijk een estergroep, ethergroep of buteengroep bevatten.
Volgens de harde segmentstructuur kan deze worden onderverdeeld in het urethaantype en het urethaanureumtype, die respectievelijk worden verkregen uit ethyleenglycolketenverlengers of diamineketenverlengers.De algemene classificatie is onderverdeeld in polyestertype en polyethertype.
Afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van verknoping kan het worden onderverdeeld in puur thermoplastisch en semi-thermoplastisch.
De eerste heeft een zuivere lineaire structuur en geen verknopende bindingen;Deze laatste bevat een kleine hoeveelheid verknoopte bindingen zoals allofaanzuurester.
Afhankelijk van het gebruik van eindproducten kunnen ze worden onderverdeeld in geprofileerde onderdelen (verschillende machine-elementen), buizen (mantels, staafprofielen), films (platen, dunne platen), lijmen, coatings, vezels, enz.
2, Synthese van TPU
TPU behoort qua moleculaire structuur tot polyurethaan.Dus, hoe is het geaggregeerd?
Volgens verschillende syntheseprocessen wordt het hoofdzakelijk verdeeld in bulkpolymerisatie en oplossingspolymerisatie.
Bij bulkpolymerisatie kan het ook worden onderverdeeld in een pre-polymerisatiemethode en een eenstapsmethode op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van een pre-reactie:
De prepolymerisatiemethode omvat het laten reageren van diisocyanaat met macromoleculaire diolen gedurende een bepaalde tijdsperiode voordat ketenverlenging wordt toegevoegd om TPU te produceren;
De eenstapsmethode omvat het gelijktijdig mengen en laten reageren van macromoleculaire diolen, diisocyanaten en ketenverlengers om TPU te vormen.
Oplossingspolymerisatie omvat eerst het oplossen van diisocyanaat in een oplosmiddel, vervolgens het toevoegen van macromoleculaire diolen om gedurende een bepaalde tijd te reageren, en ten slotte het toevoegen van ketenverlengers om TPU te genereren.
Het type zacht TPU-segment, het molecuulgewicht, de inhoud van het harde of zachte segment en de aggregatietoestand van TPU kunnen de dichtheid van TPU beïnvloeden, met een dichtheid van ongeveer 1,10-1,25, en er is geen significant verschil met andere rubbers en kunststoffen.
Bij dezelfde hardheid is de dichtheid van TPU van het polyethertype lager dan die van TPU van het polyestertype.
3, Verwerking van TPU
TPU-deeltjes vereisen verschillende processen om het eindproduct te vormen, waarbij voornamelijk gebruik wordt gemaakt van smelt- en oplossingsmethoden voor TPU-verwerking.
Smeltverwerking is een veelgebruikt proces in de kunststofindustrie, zoals mengen, walsen, extrusie, blaasgieten en gieten;
Oplossingsverwerking is het proces waarbij een oplossing wordt bereid door deeltjes op te lossen in een oplosmiddel of ze direct in een oplosmiddel te polymeriseren, en vervolgens te coaten, te spinnen, enzovoort.
Het eindproduct gemaakt van TPU vereist over het algemeen geen vulkanisatie-verknopingsreactie, wat de productiecyclus kan verkorten en afvalmaterialen kan recyclen.
4, Prestaties van TPU
TPU heeft een hoge modulus, hoge sterkte, hoge rek en elasticiteit, uitstekende slijtvastheid, oliebestendigheid, lage temperatuurbestendigheid en verouderingsbestendigheid.
Hoge treksterkte, hoge rek en lage permanente vervormingssnelheid door compressie op de lange termijn zijn allemaal belangrijke voordelen van TPU.
XiaoU zal vooral ingaan op de mechanische eigenschappen van TPU vanuit aspecten als treksterkte en rek, veerkracht, hardheid, enz.
Hoge treksterkte en hoge rek
TPU heeft een uitstekende treksterkte en rek.Uit de gegevens in de onderstaande figuur kunnen we zien dat de treksterkte en rek van polyether-type TPU veel beter zijn dan die van polyvinylchloride-kunststof en rubber.
Daarnaast kan TPU voldoen aan de eisen van de voedingsmiddelenindustrie waarbij tijdens de verwerking weinig tot geen additieven worden toegevoegd, wat ook voor andere materialen zoals PVC en rubber lastig te realiseren is.
Veerkracht is zeer gevoelig voor temperatuur
De veerkracht van TPU verwijst naar de mate waarin het snel herstelt naar zijn oorspronkelijke staat nadat de vervormingsspanning is opgeheven, uitgedrukt als herstelenergie, wat de verhouding is tussen de terugtrekkingsarbeid door de vervorming en de arbeid die nodig is om vervorming te veroorzaken.Het is een functie van de dynamische modulus en interne wrijving van een elastisch lichaam en is zeer temperatuurgevoelig.
De rebound neemt af naarmate de temperatuur daalt 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 het macromoleculaire diol.Polyethertype TPU is lager dan polyestertype TPU.Bij temperaturen onder de kristallisatietemperatuur wordt het elastomeer zeer hard en verliest het zijn elasticiteit.Daarom is veerkracht vergelijkbaar met het terugveren van het oppervlak van een hard metaal.
Het hardheidsbereik is Shore A60-D80
Hardheid is een indicator van het vermogen van een materiaal om vervorming, krassen en krassen te weerstaan.
De hardheid van TPU wordt meestal gemeten met Shore A- en Shore D-hardheidstesters, waarbij Shore A wordt gebruikt voor zachtere TPU's en Shore D voor hardere TPU's.
De hardheid van TPU kan worden aangepast door de verhouding tussen zachte en harde kettingsegmenten aan te passen.Daarom heeft TPU een relatief breed hardheidsbereik, variërend van Shore A60-D80, dat de hardheid van rubber en kunststof omvat, en heeft het een hoge elasticiteit over 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 scheursterkte, verhoogde stijfheid en drukspanning (belastingscapaciteit), verminderde rek, verhoogde dichtheid en dynamische warmteontwikkeling, en verhoogde omgevingsweerstand.
5. Toepassing van TPU
Als uitstekend elastomeer heeft TPU een breed scala aan productrichtingen en wordt het veel gebruikt in dagelijkse benodigdheden, sportartikelen, speelgoed, decoratieve materialen en andere gebieden.
Materialen voor schoenen
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 worden ze op grotere schaal gebruikt in hoogwaardige schoenenproducten, vooral in sommige sportschoenen en vrijetijdsschoenen.
slang
Vanwege de zachtheid, goede treksterkte, slagsterkte en weerstand tegen hoge en lage temperaturen worden TPU-slangen in China veel gebruikt als gas- en olieslangen voor mechanische apparatuur zoals vliegtuigen, tanks, auto's, motorfietsen en werktuigmachines.
kabel
TPU biedt scheurweerstand, slijtvastheid en buigeigenschappen, waarbij weerstand tegen hoge en lage temperaturen de sleutel is tot kabelprestaties.Op de Chinese markt gebruiken geavanceerde kabels zoals besturingskabels en stroomkabels dus TPU's om de coatingmaterialen van complexe kabelontwerpen te beschermen, en hun toepassingen worden steeds wijdverspreider.
Medische apparaten
TPU is een veilig, stabiel en hoogwaardig PVC-vervangingsmateriaal, dat geen ftalaat en andere chemische schadelijke stoffen bevat en naar het bloed of andere vloeistoffen in de medische katheter of medische tas zal migreren en bijwerkingen kan veroorzaken.Het is ook een speciaal ontwikkelde TPU van extrusie- en injectiekwaliteit.
film
TPU-film is een dunne film gemaakt van TPU-korrelig materiaal door middel van speciale processen zoals rollen, gieten, blazen en coaten.Vanwege de hoge sterkte, slijtvastheid, goede elasticiteit en weersbestendigheid worden TPU-films veel gebruikt in de industrie, schoenmaterialen, kledingpassen, automobiel-, chemische, elektronische, medische en andere gebieden.
Posttijd: 05 februari 2020