Wat is termoplastysk polyurethaan-elastomeer?

Wat is termoplastysk polyurethaan-elastomeer?

Polyurethaan-elastomeer is in ferskaat oan polyurethaan-syntetyske materialen (oare farianten ferwize nei polyurethaan-skuim, polyurethaan-lijm, polyurethaan-coating en polyurethaan-faser), en termoplastysk polyurethaan-elastomeer is ien fan 'e trije soarten polyurethaan-elastomeer. Minsken neame it faak TPU (de oare twa haadtypen polyurethaan-elastomeren binne getten polyurethaan-elastomeren, ôfkoarte as CPU, en mingde polyurethaan-elastomeren, ôfkoarte as MPU).

TPU is in soarte polyurethaan-elastomeer dat troch ferwaarming plastifisearre wurde kin en oplost wurde kin troch in oplosmiddel. Yn ferliking mei CPU en MPU hat TPU hast gjin gemyske crosslinking yn syn gemyske struktuer. Syn molekulêre keten is yn prinsipe lineêr, mar d'r is in beskate hoemannichte fysike crosslinking. Dit is it termoplastyske polyurethaan-elastomeer dat in tige karakteristike struktuer hat.

Struktuer en klassifikaasje fan TPU

Termoplastysk polyurethaan-elastomeer is in (AB) blok lineêr polymeer. A stiet foar in polymeerpolyol (ester of polyether, molekulêr gewicht fan 1000~6000) mei in heech molekulêr gewicht, in lange keten neamd; B stiet foar in diol mei 2-12 rjochtketenige koalstofatomen, in koarte keten neamd.

Yn 'e struktuer fan termoplastysk polyurethaan-elastomeer wurdt segmint A in sêft segmint neamd, dat de skaaimerken fan fleksibiliteit en sêftens hat, wêrtroch TPU útwreidber is; De urethaanketen dy't ûntstiet troch de reaksje tusken it B-segmint en isocyanaat wurdt in hurd segmint neamd, dat sawol stive as hurde eigenskippen hat. Troch de ferhâlding fan A- en B-segminten oan te passen, wurde TPU-produkten mei ferskate fysike en meganyske eigenskippen makke.

Neffens de sêfte segmintstruktuer kin it wurde ferdield yn polyestertype, polyethertype en butadieentype, dy't respektivelik in estergroep, ethergroep of buteengroep befetsje. Neffens de hurde segmintstruktuer kin it wurde ferdield yn urethaantype en urethaanureumtype, dy't respektivelik wurde krigen fan ethyleenglycolketenferlingers of diamineketenferlingers. De mienskiplike klassifikaasje is ferdield yn polyestertype en polyethertype.

Wat binne de grûnstoffen foar TPU-synteze?

(1) Polymeardiol

Makromolekulêre diol mei in molekulêr gewicht fariearjend fan 500 oant 4000 en bifunksjonele groepen, mei in ynhâld fan 50% oant 80% yn TPU-elastomeer, spilet in beslissende rol yn 'e fysike en gemyske eigenskippen fan TPU.

De polymeardiol dy't geskikt is foar TPU-elastomeer kin wurde ferdield yn polyester en polyether: polyester omfettet polytetramethyleenadipinezuurglycol (PBA) ε PCL, PHC; Polyethers omfetsje polyoxypropyleenetherglycol (PPG), tetrahydrofuranpolyetherglycol (PTMG), ensfh.

(2) Diisocyanaat

It molekulêre gewicht is lyts, mar de funksje is útsûnderlik, dy't net allinich de rol spilet fan it ferbinen fan it sêfte segmint en it hurde segmint, mar ek de TPU ferskate goede fysike en meganyske eigenskippen jout. De diisocyanaten dy't fan tapassing binne op 'e TPU binne: Methyleendifenyldiisocyanaat (MDI), methyleenbis(-4-cyclohexylisocyanaat) (HMDI), p-fenyldiisocyanaat (PPDI), 1,5-naftaleendiisocyanaat (NDI), p-fenyldimethyldiisocyanaat (PXDI), ensfh.

(3) Kettingferlinger

De ketenferlinger mei in molekulêr gewicht fan 100~350, dy't heart ta in lyts molekulêr Diol, in lyts molekulêr gewicht, in iepen ketenstruktuer en gjin substituentgroep, is geunstich foar it krijen fan hege hurdens en in heech skalêr gewicht fan TPU. De ketenferlingers dy't geskikt binne foar TPU omfetsje 1,4-butaandiol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzeen (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), ensfh.

Modifikaasjetapassing fan TPU as in ferhurdingsmiddel

Om produktkosten te ferminderjen en ekstra prestaasjes te krijen, kinne polyurethaan termoplastyske elastomeren brûkt wurde as gewoan brûkte ferhurdingsmiddels om ferskate termoplastyske en modifisearre rubbermaterialen te ferhurdzjen.

Troch syn hege polariteit kin polyurethaan kompatibel wêze mei poalharsen of rubbers, lykas chlorearre polyetyleen (CPE), dy't brûkt wurde kinne om medyske produkten te meitsjen; Mingjen mei ABS kin yngenieursthermoplasten ferfange foar gebrûk; As it brûkt wurdt yn kombinaasje mei polykarbonaat (PC), hat it eigenskippen lykas oaljeresistinsje, brânstofresistinsje en slagresistinsje, en kin it brûkt wurde om autokarossen te meitsjen; As it kombinearre wurdt mei polyester, kin de taaiheid ferbettere wurde; Derneist kin it goed kompatibel wêze mei PVC, Polyoxymethyleen of PVDC; Polyesterpolyurethaan kin goed kompatibel wêze mei 15% nitrilrubber of 40% nitrilrubber/PVC-mingsel; Polyetherpolyurethaan kin ek goed kompatibel wêze mei 40% nitrilrubber/polyvinylchloride-mingsellijm; It kin ek ko-kompatibel wêze mei acrylonitrilstyreen (SAN)-kopolymeren; It kin ynterpenetrearjende netwurk (IPN)-strukturen foarmje mei reaktive polysiloxanen. De grutte mearderheid fan 'e hjirboppe neamde mingde lijmen binne al offisjeel produsearre.

Yn 'e lêste jierren is der yn Sina tanimmend ûndersyk dien nei it ferhurdzjen fan POM troch TPU. It mingen fan TPU en POM ferbetteret net allinich de hege-temperatuerresistinsje en meganyske eigenskippen fan TPU, mar ferhurdet POM ek signifikant. Guon ûndersikers hawwe oantoand dat yn trekbrektests, yn ferliking mei de POM-matrix, de POM-legering mei TPU oergien is fan brosbreuk nei duktile breuk. De tafoeging fan TPU jout POM ek foarmûnthâldprestaasjes. It kristallijne gebiet fan POM tsjinnet as de fêste faze fan 'e foarmûnthâldlegering, wylst it amorfe gebiet fan amorfe TPU en POM tsjinnet as de omkearbere faze. As de hersteltemperatuer 165 ℃ is en de hersteltiid 120 sekonden is, berikt it herstelpersintaazje fan 'e legearing mear as 95%, en is it hersteleffekt it bêste.

TPU is lestich kompatibel te wêzen mei net-polare polymeermaterialen lykas polyetyleen, polypropyleen, etyleenpropyleenrubber, butadieenrubber, isopreenrubber of ôffalrubberpoeier, en kin net brûkt wurde om kompositen mei goede prestaasjes te produsearjen. Dêrom wurde oerflakbehannelingsmetoaden lykas plasma, korona, wiete skiekunde, primer, flam of reaktyf gas faak brûkt foar de lêste. Bygelyks, de American Air Products and Chemicals Company hat F2/O2 aktive gasoerflakbehanneling útfierd op ultra-heech molekulêr gewicht polyetyleen fynpoeier mei in molekulêr gewicht fan 3-5 miljoen, en it tafoege oan polyurethaan-elastomeer yn in ferhâlding fan 10%, wat de bûgingsmodulus, treksterkte en wearbestindigens signifikant kin ferbetterje. En de F2/O2 aktive gasoerflakbehanneling kin ek tapast wurde op de rjochting ferlingde koarte fezels mei in lingte fan 6-35 mm, wat de styfheid en skuortsterkte fan it kompositmateriaal kin ferbetterje.

Wat binne de tapassingsgebieten fan TPU?

Yn 1958 registrearre Goodrich Chemical Company (no omneamd ta Lubrizol) foar it earst it TPU-merk Estane. Yn 'e ôfrûne 40 jier binne der mear as 20 merknammen oer de hiele wrâld west, en elk merk hat ferskate searjes fan produkten. Op it stuit binne de wichtichste fabrikanten fan TPU-grûnstoffen yn 'e wrâld: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, ensfh.

As in poerbêst elastomeer hat TPU in breed oanbod fan downstreamprodukten, dy't in soad brûkt wurde yn deistige needsaak, sportartikelen, boartersguod, dekorative materialen en oare fjilden. Hjirûnder binne in pear foarbylden.

① Skuonmaterialen

TPU wurdt benammen brûkt foar skuonmaterialen fanwegen syn poerbêste elastisiteit en slijtvastheid. Skuonprodukten mei TPU binne folle nofliker om te dragen as gewoane skuonprodukten, dêrom wurde se faker brûkt yn high-end skuonprodukten, foaral guon sportskuon en casual skuon.

② Slangen

Troch syn sêftens, goede treksterkte, ympaktsterkte en wjerstân tsjin hege en lege temperatueren wurde TPU-slangen yn Sina in soad brûkt as gas- en oaljeslangen foar meganyske apparatuer lykas fleantugen, tanks, auto's, motorfytsen en masine-ark.

③ Kabel

TPU biedt skuorrestannigens, slijtvastheid en bûgingseigenskippen, wêrby't hege en lege temperatuerresistinsje de kaai is foar kabelprestaasjes. Dat op 'e Sineeske merk brûke avansearre kabels lykas kontrôlekabels en stroomkabels TPU's om de coatingmaterialen fan komplekse kabelûntwerpen te beskermjen, en har tapassingen wurde hieltyd faker brûkt.

④ Medyske apparaten

TPU is in feilich, stabyl en heechweardich PVC-ferfangend materiaal, dat gjin ftalaten en oare skealike gemyske stoffen befettet, en migrearret nei it bloed of oare floeistoffen yn 'e medyske katheter of medyske tas om side-effekten te feroarsaakjen. Boppedat kinne de spesjaal ûntwikkele ekstruzjeklasse en ynjeksjeklasse TPU maklik brûkt wurde mei in bytsje debuggen yn 'e besteande PVC-apparatuer.

⑤ Auto's en oare ferfiermiddels

Troch it ekstrudearjen en beklaaien fan beide kanten fan nylonstof mei polyurethaan termoplastysk elastomeer, kinne opblaasbare gefjochtsoanfalsflotten en ferkenningsflotten makke wurde dy't 3-15 minsken drage, mei folle bettere prestaasjes as opblaasbare flotten fan vulkanisearre rubber; Polyurethaan termoplastysk elastomeer fersterke mei glêstried kin brûkt wurde om karrosseriekomponinten te meitsjen lykas getten ûnderdielen oan beide kanten fan 'e auto sels, doarbekleding, bumpers, anty-wriuwingstrips en roosters.