Sintésis, pamrosésan, kinerja sareng aplikasi bahan TPU

TPU (polyurethane termoplastik)nyaéta jinis poliuretan anu tiasa diplastisisasi ku cara dipanaskeun sareng tiasa leyur ku pangleyur. Dibandingkeun sareng poliuretan jinis campuran sareng jinis tuang, poliuretan termoplastik henteu gaduh atanapi sakedik ikatan kimia dina struktur kimia, sareng molekulna dasarna linier, tapi aya jumlah pertukaran fisik anu tangtu.
Konsép anu disebut pertukaran fisik, anu mimiti diajukeun ku Schollenberger CS dina taun 1958, nuduhkeun ayana "titik sambungan" anu tiasa dibalikkeun antara ranté molekul poliuretan linier nalika kakeunaan panas atanapi pangleyur. Sabenerna éta sanés crosslink kimiawi. Tapi éta bertindak salaku crosslink kimiawi. Salaku hasil tina cross-linking fisik ieu, poliuretan ngabentuk téori struktur morfologis hétérogén, sareng beungkeutan hidrogén poliuretan nguatkeun morfologi na sareng ngajantenkeun tahan kana kalembaban anu langkung luhur.

Naon klasifikasi TPU?

Ayeuna urang terang naon ari TPU, naon waé klasifikasina? Numutkeun standar klasifikasi anu béda-béda, TPU tiasa gaduh seueur klasifikasi anu béda.

Contona, numutkeun struktur ruas lemes, éta tiasa dibagi kana jinis poliéster, jinis poliéter sareng jinis butadiena, anu masing-masing ngandung gugus éster, gugus éter atanapi gugus butena. Numutkeun struktur ruas teuas, éta tiasa dibagi kana jinis uretan sareng jinis uretan uretan, anu masing-masing diala tina panguat ranté diol atanapi panguat ranté diamina. Pambagian umum dibagi kana jinis poliéster sareng jinis poliéter.
Numutkeun aya atanapi henteuna crosslinking, éta tiasa dibagi kana termoplastik murni sareng semi-termoplastik. Anu kahiji nyaéta struktur linier murni tanpa beungkeut cross-linking; anu kadua ngandung sajumlah allophanate sareng beungkeut cross-linking sanésna. Numutkeun panggunaan produk réngsé, éta tiasa dibagi kana bagian anu bentukna khusus (rupa-rupa bagian mékanis), pipa (selubung, profil rod), pilem (lambaran, lambaran), perekat, palapis, sareng serat.

Kumaha TPU disintésis

Sanaos aya seueur klasifikasi TPU, sadayana kagolong kana poliuretan dina hal struktur molekul. Janten kumaha éta ngahiji? Numutkeun prosés sintésis anu béda, éta utamina dibagi kana polimérisasi massal sareng polimérisasi larutan.

Dina polimérisasi massal, éta tiasa dibagi kana metode pra-polimérisasi sareng metode hiji léngkah numutkeun naha aya pra-réaksi: metode pra-polimérisasi nyaéta ngaréaksikeun diisosianat sareng diol makromolekul salami jangka waktu anu tangtu, teras nambihan panyambungan ranté pikeun ngahasilkeun TPU; Diol molekuler, diisoéster sareng panyambung ranté dicampur sacara babarengan sareng diréaksikeun pikeun ngabentuk TPU.
Polimerisasi larutan nyaéta ku cara ngaleyurkeun diisosianat dina pangleyur heula, tuluy tambahkeun diol makromolekul pikeun ngaréaksikeunana salami jangka waktu nu tangtu, sarta pamungkas tambahkeun panguat ranté pikeun ngahasilkeun TPU.
Jenis ruas lemes, beurat molekul, eusi ruas teuas atawa ruas lemes, sarta kaayaan agregasi TPU TPU bakal mangaruhan kapadetan TPU. Kapadetanna antara 1.10 jeung 1.25, anu teu béda sacara signifikan ti karét jeung plastik lianna. Dina karasana anu sarua, kapadetan TPU poliéter leuwih handap tibatan TPU poliéster.

Kumaha TPU diolah

Résin TPU perlu diolah pikeun nyieun produk jadi, sarta TPU utamana diolah ku cara ngalemberehkeun jeung cara leyuran. Struktur molekulna nyaéta blok kaku anu diala ku cara ngaréaksikeun difenilmetana diisosianat (MDI) atawa toluéna diisosianat (TDI) ku panyambung ranté jeung diisosianat saperti difenilmetana diisosianat (MDI) atawa toluéna diisosianat (TDI). Molekul jeung poliol makromolekul réaksi pikeun ngabentuk ruas fléksibel sacara silih ganti.

Pangolahan lebur nyaéta prosés anu umumna dianggo dina industri plastik: sapertos nyampur, ngalénder, ékstrusi, blow molding sareng molding (kalebet injeksi, komprési, transfer sareng sentrifugasi jsb. pangolahan larutan nyaéta ngaleyurkeun pelet dina pangleyur atanapi polimérisasi langsung dina pangleyur. Saatos ngadamel larutan, palapis, pameuntasan, jsb. dilaksanakeun.
TPU dijieun jadi produk ahir, anu umumna henteu meryogikeun réaksi vulkanisasi sareng cross-linking, anu tiasa ngirangan siklus produksi, sareng bahan runtah tiasa didaur ulang sareng dianggo deui.

Kinerja TPU

Sapertos poliuretan cor (cair) sareng campuran poliuretan (padet), TPU ngagaduhan modulus anu luhur, kakuatan anu luhur, elongasi anu luhur sareng élastisitas anu luhur, résistansi aus anu saé, résistansi minyak, résistansi suhu anu handap sareng résistansi sepuh. Di antarana, kakuatan tarik anu luhur, elongasi anu luhur, sareng set komprési jangka panjang anu handap mangrupikeun kaunggulan anu signifikan tina TPU.

1. Kakuatan tarik anu luhur sareng elongasi anu luhur
TPU mibanda kakuatan tarik sareng elongasi anu saé pisan. Tina data dina gambar di handap ieu, urang tiasa ningali yén kakuatan tarik sareng elongasi TPU poliéter jauh langkung saé tibatan plastik sareng karét polivinil klorida.

Salian ti éta, TPU tiasa nyumponan sarat industri pangan tanpa nambihan atanapi nambihan sababaraha aditif dina prosés pamrosésan, anu hésé pikeun bahan sanés sapertos PVC sareng karét.

2. Daya tahan sénsitip pisan kana suhu
Résiliénsi TPU nujul kana tingkat pamulihan gancang kana bentuk aslina saatos setrés deformasi dileupaskeun, anu dikedalkeun ku énergi pamulihan, nyaéta babandingan padamelan rétraksi deformasi kana padamelan anu diperyogikeun pikeun deformasi. Éta mangrupikeun fungsi modulus dinamis sareng gesekan internal elastomer sareng sénsitip pisan kana suhu.

Springback nurun nalika suhu turun, nepi ka suhu nu tangtu, élastisitasna ningkat deui gancang. Suhu ieu nyaéta suhu kristalisasi tina segmen lemes, anu gumantung kana struktur diol makromolekul, sareng TPU poliéter langkung handap tibatan TPU poliéster. Dina suhu di handap suhu kristalisasi, elastomer janten teuas pisan sareng kaleungitan élastisitasna, ku kituna, pantulan sami sareng pantulan tina permukaan logam teuas.

3. Rentang karasa nyaéta Shore A60 ~ D80
Karasa mangrupikeun indikator kamampuan bahan pikeun nahan deformasi, goresan, sareng retakan.
Karasa TPU tiasa disaluyukeun ku cara nyaluyukeun babandingan ruas ranté lemes sareng teuas. Ku kituna, TPU ngagaduhan rentang karasa anu kawilang lega. Karasaanana ti mimiti Shore A60 dugi ka D80, ngawengku karasa karét sareng plastik, sareng ngagaduhan rentang karasa anu lega dina sakumna rentang karasa. Élastisitasna luhur.
Ku parobahan karasa, sababaraha sipat TPU bakal robah. Contona, upami karasa TPU ningkat, bakal aya parobahan kinerja sapertos ningkatna modulus tarik sareng kakuatan cimata, ningkatna kaku sareng tegangan komprési (kapasitas beban), turunna elongasi, ningkatna kapadetan sareng generasi panas dinamis, sareng ningkatna résistansi lingkungan.

Widang aplikasi TPU

TPU mimiti hasil dikomersialkeun ku American Goodrich Chemical Company (ayeuna Lubrizol) dina taun 1958, sareng saprak harita parantos ditalungtik sareng dimekarkeun di sakumna dunya. Ayeuna, produsén bahan baku TPU utamina kalebet BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical sareng saterasna.
Salaku elastomer kalayan kinerja anu saé pisan, TPU ngagaduhan rupa-rupa produk hilir sareng seueur dianggo dina kabutuhan sapopoe, barang olahraga, cocooan, bahan hiasan sareng widang sanésna. Ieu sababaraha conto.
1. Bahan sapatu
TPU dianggo dina bahan sapatu utamina kusabab élastisitas sareng tahan aus anu saé pisan. Produk sapatu anu ngandung TPU langkung unggul dina kanyamanan ngagem tibatan produk sapatu biasa, janten seueur dianggo dina produk sapatu kelas luhur, khususna sababaraha sapatu olahraga sareng sapatu kasual.


2. Héét
Kusabab selang TPU mibanda kalembutan, kakuatan tarik anu saé, kakuatan dampak sareng résistansi suhu luhur sareng handap, selang TPU seueur dianggo di Cina pikeun transportasi gas sareng minyak pesawat, tank, mobil, motor, mesin perkakas sareng selang peralatan mékanis sanésna.



3. Kabel
TPU nyadiakeun résistansi soék, résistansi maké, jeung karakteristik lentur, sarta résistansi suhu luhur jeung handap mangrupa konci pikeun kinerja kabel. Ku kituna, di pasar Cina, TPU pikeun kabel kelas luhur, saperti kabel kontrol jeung kabel listrik, dipaké pikeun ngajaga bahan palapis kabel kalawan desain anu kompléks, sarta kagunaanna beuki lega.



4. Parabot médis
TPU mangrupikeun alternatif anu aman, stabil, sareng kualitas luhur pikeun PVC. Éta moal ngandung zat kimia anu ngabahayakeun sapertos ftalat, sareng bakal pindah ka getih atanapi cairan sanés dina katéter médis atanapi kantong médis pikeun nyababkeun efek samping. TPU kelas ékstrusi sareng kelas injeksi tiasa gampang dianggo kalayan sakedik panyesuaian dina alat PVC anu tos aya.