TPU is een polyurethaan thermoplastisch elastomeer, een meerfasige blokcopolymeer bestaande uit diisocyanaten, polyolen en kettingverlengers. Als een krachtige elastomeer heeft TPU een breed scala aan stroomafwaartse productrichtingen en wordt veel gebruikt in dagelijkse benodigdheden, sportuitrusting, speelgoed, decoratieve materialen en andere velden, zoals schoenmaterialen, slangen, kabels, medische apparaten, enz.
Momenteel zijn de belangrijkste TPU -grondstoffabrikanten BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua nieuwe materialen, enzovoort. Met de lay -out en capaciteitsuitbreiding van binnenlandse ondernemingen, is de TPU -industrie momenteel zeer concurrerend. Op het high-end applicatieveld is het echter nog steeds afhankelijk van import, wat ook een gebied is dat China moet bereiken om door te brengen. Laten we het hebben over de toekomstige marktperspectieven van TPU-producten.
1. Superkritische schuimende e-tpu
In 2012 ontwikkelden Adidas en BASF gezamenlijk het Running Shoe -merk EnergyBoost, dat geschuimde TPU (handelsnaam InfinerGy) gebruikt als het middenzoolmateriaal. Vanwege het gebruik van polyether TPU met een kust kan een hardheid van 80-85 als het substraat, vergeleken met EVA-midzolen, schuimen TPU-midzolen nog steeds een goede elasticiteit en zachtheid in omgevingen onder 0 ℃, die het dragen van comfort verbetert en op grote schaal wordt erkend in de markt.
2. Vezelversterkte gemodificeerd TPU -composietmateriaal
TPU heeft een goede impactweerstand, maar in sommige toepassingen zijn hoge elastische modulus en zijn zeer harde materialen vereist. Modificatie van glasvezelversterking is een veelgebruikte techniek om de elastische modulus van materialen te vergroten. Door modificatie kunnen thermoplastische composietmaterialen met veel voordelen zoals hoge elastische modulus, goede isolatie, sterke hittebestendigheid, goede elastische herstelprestaties, goede corrosieweerstand, impactweerstand, lage expansiecoëfficiënt en dimensionale stabiliteit worden verkregen.
BASF heeft een technologie geïntroduceerd voor het bereiden van hoge modulus glasvezelversterkte TPU met behulp van glazen korte vezels in zijn patent. Een TPU met een kust van 83 werd gesynthetiseerd door het mengen van polytetrluorethyleenglycol (Ptmeg, Mn = 1000), MDI en 1,4-butaandiol (BDO) met 1,3-propanediol als ruwe materialen. Deze TPU werd verergerd met glasvezel in een massaverhouding van 52:48 om een composietmateriaal te verkrijgen met een elastische modulus van 18,3 GPa en een treksterkte van 244 MPa.
Naast glasvezel zijn er ook meldingen van producten met behulp van koolstofvezelcomposiet TPU, zoals Covestro's Maezio Carbon Fiber/TPU Composite Board, die een elastische modulus tot 100 GPa en een lagere dichtheid heeft dan metalen.
3. Halogeenvrije vlamvertragende TPU
TPU heeft een hoge sterkte, hoge taaiheid, uitstekende slijtvastheid en andere eigenschappen, waardoor het een zeer geschikt mantmateriaal is voor draden en kabels. Maar op aanvraagvelden zoals laadstations is een hogere vlamvertraging vereist. Er zijn over het algemeen twee manieren om de vlamvertragende prestaties van TPU te verbeteren. Een daarvan is reactieve vlamvertragende modificatie, waarbij vlamvertragende materialen worden geïntroduceerd, zoals polyolen of isocyanaten die fosfor, stikstof en andere elementen bevatten in de synthese van TPU door chemische binding; De tweede is additieve vlamvertragende modificatie, waarbij TPU wordt gebruikt als het substraat en het toevoegen van vlamvertragers voor het mengen van smelt.
Reactieve modificatie kan de structuur van TPU veranderen, maar wanneer de hoeveelheid additieve vlamvertragend groot is, neemt de sterkte van TPU af, verslechtert de verwerkingsprestaties en het toevoegen van een kleine hoeveelheid kan het vereiste vlamvertragingsniveau niet bereiken. Momenteel is er geen commercieel verkrijgbare High Flame Retardant -product dat echt kan voldoen aan de toepassing van laadstations.
Voormalig Bayer MaterialScience (nu Kostron) introduceerde ooit een organische fosfor die polyol (IHPO) bevat op basis van fosfineoxide in een patent. De polyether TPU gesynthetiseerd van IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI en BDO vertoont uitstekende vlamvertraging en mechanische eigenschappen. Het extrusieproces is glad en het oppervlak van het product is glad.
Het toevoegen van halogeenvrije vlamvertragers is momenteel de meest gebruikte technische route voor het bereiden van halogeenvrije vlamvertragende TPU. Over het algemeen worden op fosfor gebaseerde, op stikstof gebaseerde, op siliconen gebaseerde, boorgebaseerde vlamvertragers samengesteld of worden metaalhydroxiden gebruikt als vlamvertragers. Vanwege de inherente ontvlambaarheid van TPU is een vlamvertragende vulingshoeveelheid van meer dan 30% vaak vereist om een stabiele vlamvertragend laag te vormen tijdens de verbranding. Wanneer echter de hoeveelheid toegevoegde vlamvertragend groot is, is de vlamvertragende ongelijk gedispergeerd in het TPU -substraat en de mechanische eigenschappen van de vlamvertragende TPU zijn niet ideaal, die ook de toepassing en promotie ervan beperkt in velden zoals slangen, films, films en kabels.
Het octrooi van BASF introduceert een vlamvertragende TPU-technologie, die melamine-polyfosfaat combineert en een fosfor die derivaat van fosfinezuur bevat als vlamvertragers met TPU met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht groter dan 150 kDa. Het bleek dat de vlamvertragende prestaties aanzienlijk werden verbeterd en tegelijkertijd een hoge treksterkte bereikten.
Om de treksterkte van het materiaal verder te verbeteren, introduceert het octrooi van BASF een methode voor het voorbereiden van crosslink -masterbatch met isocyanaten. Het toevoegen van 2% van dit type masterbatch aan een compositie die voldoet aan UL94V-0 vlamvertragende vereisten kan de treksterkte van het materiaal van 35MPa tot 40MPa verhogen met behoud van de V-0 vlamvertragende prestaties.
Om de hitte veroudering te verbeterenLinghua nieuw materiaalbedrijfintroduceert ook een methode voor het gebruik van oppervlakte gecoate metaalhydroxiden als vlamvertragers. Om de hydrolyse-weerstand van vlamvertragend TPU te verbeteren,Linghua nieuw materiaalbedrijfgeïntroduceerde metaalcarbonaat op basis van het toevoegen van melamine vlamvertrager in een andere patentaanvraag.
4. TPU voor automotive verfbeveiligingsfilm
Autoverschrijdende beveiligingsfilm is een beschermende film die het verfoppervlak na installatie van de lucht isoleert, zure regen, oxidatie, krassen en biedt langdurige bescherming voor het verfoppervlak. De belangrijkste functie is het beschermen van het autoververfoppervlak na de installatie. De verfbeveiligingsfilm bestaat over het algemeen uit drie lagen, met een zelfherstellende coating op het oppervlak, een polymeerfilm in het midden en een acryl-drukgevoelige lijm op de onderste laag. TPU is een van de belangrijkste materialen voor het bereiden van tussenliggende polymeerfilms.
De prestatie-eisen voor TPU die worden gebruikt in verfbeveiligingsfilm zijn als volgt: krasweerstand, hoge transparantie (lichte transmissie> 95%), flexibiliteit met lage temperatuur, weerstand met hoge temperatuur, treksterkte> 50MPa, verlenging> 400%en een hardheidsbereik van 87-93; De belangrijkste prestaties zijn weerweerstand, waaronder resistentie tegen UV -veroudering, thermische oxidatieve afbraak en hydrolyse.
De momenteel volwassen producten zijn alifatische TPU bereid uit dicyclohexyl diisocyanaat (H12MDI) en polycaprolacton diol als grondstoffen. Gewone aromatische TPU wordt zichtbaar geel na een dag van UV -bestraling, terwijl alifatische TPU die wordt gebruikt voor auto -wrapfilm zijn vergelingcoëfficiënt kan behouden zonder significante veranderingen onder dezelfde omstandigheden.
Poly (ε - caprolacton) TPU heeft een meer gebalanceerde prestaties in vergelijking met polyether en polyester TPU. Aan de ene kant kan het een uitstekende traanweerstand van gewone polyester TPU vertonen, terwijl het anderzijds ook een uitstekende permanente vervorming met lage compressie en hoge rebound -prestaties van polyether TPU vertoont, waardoor het dus op grote schaal in de markt wordt gebruikt.
Vanwege verschillende vereisten voor productkosteneffectiviteit na marktsegmentatie, met de verbetering van oppervlaktecoatingtechnologie en adhesieve formule-aanpassingsvermogen, is er ook een kans voor polyether of gewone polyester H12MDI alifatische TPU om in de toekomst te worden toegepast op verfbeveiligingsfilms.
5. Biobased TPU
De gemeenschappelijke methode voor het bereiden van BIO -gebaseerde TPU is om op bio gebaseerde monomeren of tussenproducten te introduceren tijdens het polymerisatieproces, zoals op bio gebaseerde isocyanaten (zoals MDI, PDI), op bio gebaseerde polyolen, enz. Onder hen zijn biobased isocyanaten relatief zeldzaam in de markt, terwijl biobased polyols vaker zijn.
In termen van bio-gebaseerde isocyanaten hebben BASF, Covestro en anderen al in 2000 veel moeite geïnvesteerd in PDI-onderzoek en de eerste partij PDI-producten werden in 2015-2016 op de markt gebracht. Wanhua Chemical heeft 100% BIO -gebaseerde TPU -producten ontwikkeld met behulp van BIO -gebaseerde PDI gemaakt van Corn Stover.
In termen van op bio gebaseerde polyolen omvat het op bio gebaseerd polytetrluorethyleen (PTMEG), op bio gebaseerde 1,4-butanediol (BDO), op bio gebaseerde 1,3-propaandiol (PDO), BIO-gebaseerde polyester polyols, biogebaseerde polyether polyols, etc.
Momenteel hebben meerdere TPU -fabrikanten op bio gebaseerde TPU gelanceerd, waarvan de prestaties vergelijkbaar zijn met traditionele petrochemisch gebaseerde TPU. Het belangrijkste verschil tussen deze op bio gebaseerde TPU's ligt in het niveau van op bio gebaseerde inhoud, meestal variërend van 30% tot 40%, waarbij sommige zelfs hogere niveaus bereiken. Vergeleken met traditionele TPU op petrochemisch gebaseerde TPU, heeft BIO -gebaseerde TPU voordelen zoals het verminderen van koolstofemissies, duurzame regeneratie van grondstoffen, groene productie en behoud van hulpbronnen. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, enLinghua nieuwe materialenhebben hun bio -gebaseerde TPU -merken gelanceerd en koolstofreductie en duurzaamheid zijn ook belangrijke richtingen voor TPU -ontwikkeling in de toekomst.
Posttijd: aug-09-2024