Çfarë është elastomeri termoplastik poliuretani?
Elastomeri poliuretani është një larmi materialesh sintetike poliuretani (varietetet e tjera i referohen shkumës poliuretani, ngjitësit poliuretani, veshjes poliuretani dhe fibrave poliuretani), dhe elastomeri termoplastik poliuretani është një nga tre llojet e elastomerit poliuretani, njerëzit zakonisht i referohen si TPU dy lloje të tjera kryesore të elastomerëve poliuretani derdhen elastomerë poliuretani, shkurtuar si CPU, dhe elastomerë poliuretani të përzier, shkurtuar si MPU).
TPU është një lloj elastomeri poliuretani që mund të plastifikohet me ngrohje dhe të tretet nga tretësi. Krahasuar me CPU dhe MPU, TPU ka pak ose aspak lidhje kimike në strukturën e saj kimike. Zinxhiri i tij molekular është në thelb linear, por ka një sasi të caktuar të ndërlidhjes fizike. Ky është elastomeri termoplastik poliuretani që është shumë karakteristik në strukturë.
Struktura dhe klasifikimi i TPU
Elastomeri termoplastik poliuretani është një polimer linear bllok (AB). A përfaqëson një poliol polimer (ester ose polieter, me peshë molekulare 1000~6000) me peshë të lartë molekulare, i quajtur zinxhir i gjatë; B përfaqëson një diol që përmban 2-12 atome karboni me zinxhir të drejtë, të quajtur zinxhir i shkurtër.
Në strukturën e elastomerit poliuretani termoplastik, segmenti A quhet segment i butë, i cili ka karakteristikat e fleksibilitetit dhe butësisë, duke bërë që TPU të ketë shtrirje; Zinxhiri uretani i krijuar nga reaksioni midis segmentit B dhe izocianatit quhet segment i fortë, i cili ka veti të ngurtë dhe të fortë. Duke rregulluar raportin e segmenteve A dhe B, prodhohen produkte TPU me veti të ndryshme fizike dhe mekanike.
Sipas strukturës së segmentit të butë, ai mund të ndahet në lloj poliesteri, lloj polieteri dhe lloj butadieni, të cilët përkatësisht përmbajnë grup ester, grup eter ose grup buten. Sipas strukturës së segmentit të fortë, ai mund të ndahet në tip uretan dhe tip uretan ure, të cilat përkatësisht fitohen nga zgjatuesit e zinxhirit të etilenglikolit ose zgjatuesit e zinxhirit diamine. Klasifikimi i zakonshëm ndahet në llojin poliestër dhe llojin e polieterit.
Cilat janë lëndët e para për sintezën e TPU?
(1) Diol polimer
Dioli makromolekular me peshë molekulare që varion nga 500 deri në 4000 dhe grupe dyfunksionale, me përmbajtje nga 50% deri në 80% në elastomer TPU, luan një rol vendimtar në vetitë fizike dhe kimike të TPU.
Polimeri Diol i përshtatshëm për elastomer TPU mund të ndahet në poliester dhe polieter: poliesteri përfshin politetrametilen glikol acidi adipik (PBA) ε PCL, PHC; Polieterët përfshijnë polioksipropilen eter glikol (PPG), polieter glikol tetrahidrofuran (PTMG), etj.
(2) Diizocianate
Pesha molekulare është e vogël, por funksioni është i jashtëzakonshëm, i cili jo vetëm luan rolin e lidhjes së segmentit të butë dhe atij të fortë, por gjithashtu i jep TPU-së me veti të ndryshme fizike dhe mekanike. Diizocianatet e aplikueshme për TPU janë: metilen difenil diizocianat (MDI), metilen bis (-4-ciklohekzil izocianat) (HMDI), p-fenildiizocyanat (PPDI), 1,5-naftalen diizocianat (NDI), p-fenildimetil (dimetilis). PXDI), etj.
(3) Zgjerues zinxhiri
Zgjeruesi i zinxhirit me një peshë molekulare 100~350, që i përket Diolit të vogël molekular, peshës së vogël molekulare, strukturës së zinxhirit të hapur dhe pa grup zëvendësues është i favorshëm për të marrë fortësi të lartë dhe peshë të lartë skalare të TPU. Zgjeruesit e zinxhirit të përshtatshëm për TPU përfshijnë 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hidroksietoksi) benzen (HQEE), 1,4-cikloheksanedimetanol (CHDM), p-fenildimetilglikol (PXG), etj.
Aplikimi i modifikimit të TPU si një agjent forcues
Për të reduktuar kostot e produktit dhe për të marrë performancë shtesë, elastomerët termoplastikë poliuretani mund të përdoren si agjentë forcues të përdorur zakonisht për të forcuar materiale të ndryshme termoplastike dhe gome të modifikuara.
Për shkak të polaritetit të tij të lartë, poliuretani mund të jetë i pajtueshëm me rrëshirat ose gomat polare, si p.sh. polietileni i klorur (CPE), i cili mund të përdoret për të prodhuar produkte mjekësore; Përzierja me ABS mund të zëvendësojë termoplastikën inxhinierikë për përdorim; Kur përdoret në kombinim me polikarbonat (PC), ai ka veti të tilla si rezistenca ndaj vajit, rezistencë ndaj karburantit dhe rezistencë ndaj goditjes, dhe mund të përdoret për të bërë trupa makinash; Kur kombinohet me poliestër, qëndrueshmëria e tij mund të përmirësohet; Përveç kësaj, mund të jetë mirë në përputhje me PVC, Polioksimetileni ose PVDC; Poliesteri poliuretani mund të jetë i përputhshëm me 15% gome nitrile ose 40% përzierje nitrili gome/PVC; Polieteri poliuretani mund të jetë gjithashtu i pajtueshëm me ngjitësin e përzierjes së gomës 40% të nitrilit/klorur polivinil; Mund të jetë gjithashtu bashkë-përputhshëm me kopolimerët e akrilonitrilit stiren (SAN); Mund të formojë struktura të rrjetit ndërdepërtues (IPN) me polisiloksane reaktive. Shumica dërrmuese e ngjitësve të përzier të sipërpërmendur tashmë janë prodhuar zyrtarisht.
Vitet e fundit, ka pasur një kërkim në rritje mbi ashpërsimin e POM nga TPU në Kinë. Përzierja e TPU dhe POM jo vetëm që përmirëson rezistencën ndaj temperaturës së lartë dhe vetitë mekanike të TPU, por gjithashtu forcon ndjeshëm POM. Disa studiues kanë treguar se në testet e thyerjes në tërheqje, në krahasim me matricën POM, aliazhi POM me TPU ka kaluar nga thyerje e brishtë në thyerje duktile. Shtimi i TPU gjithashtu pajis POM me performancën e kujtesës së formës. Rajoni kristalor i POM shërben si faza fikse e aliazhit të kujtesës së formës, ndërsa rajoni amorf i TPU-së amorfe dhe POM shërben si fazë e kthyeshme. Kur temperatura e reagimit të rikuperimit është 165 ℃ dhe koha e rikuperimit është 120 sekonda, shkalla e rikuperimit të lidhjes arrin mbi 95%, dhe efekti i rikuperimit është më i miri.
TPU është e vështirë të jetë e pajtueshme me materiale polimere jo polare si polietileni, polipropileni, goma etilen propileni, goma butadiene, goma izopren ose pluhur gome e mbeturinave dhe nuk mund të përdoret për të prodhuar kompozita me performancë të mirë. Prandaj, për këto të fundit përdoren shpesh metoda të trajtimit sipërfaqësor si plazma, korona, kimia e lagësht, primer, flakë ose gaz reaktiv. Për shembull, American Air Products and Chemicals Company ka kryer trajtimin e sipërfaqes së gazit aktiv F2/O2 në pluhur të imët polietileni me peshë molekulare ultra të lartë me një peshë molekulare prej 3-5 milion, dhe e ka shtuar atë në elastomer poliuretani në një raport prej 10 %, gjë që mund të përmirësojë ndjeshëm modulin e përkuljes, forcën në tërheqje dhe rezistencën ndaj konsumit. Dhe trajtimi i sipërfaqes së gazit aktiv F2/O2 mund të aplikohet gjithashtu në fibrat e shkurtra të zgjatura në drejtim me një gjatësi prej 6-35 mm, gjë që mund të përmirësojë ngurtësinë dhe rezistencën ndaj grisjes së materialit të përbërë.
Cilat janë fushat e aplikimit të TPU?
Në vitin 1958, Goodrich Chemical Company (tani i riemërtuar Lubrizol) regjistroi për herë të parë markën TPU Estane. Gjatë 40 viteve të fundit, ka pasur më shumë se 20 emra markash në mbarë botën, dhe secila markë ka disa seri produktesh. Aktualisht, prodhuesit kryesorë të lëndëve të para TPU në botë janë: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, etj.
Si një elastomer i shkëlqyer, TPU ka një gamë të gjerë produktesh në rrjedhën e poshtme, të cilat përdoren gjerësisht në nevojat e përditshme, mallra sportive, lodra, materiale dekorative dhe fusha të tjera. Më poshtë janë disa shembuj.
① Materialet e këpucëve
TPU përdoret kryesisht për materialet e këpucëve për shkak të elasticitetit të shkëlqyer dhe rezistencës ndaj konsumit. Produktet e këpucëve që përmbajnë TPU janë shumë më të rehatshme për t'u veshur sesa produktet e zakonshme të këpucëve, kështu që ato përdoren më gjerësisht në produktet e këpucëve të nivelit të lartë, veçanërisht në disa këpucë sportive dhe këpucë të rastësishme.
② Tuba
Për shkak të butësisë, forcës së mirë në tërheqje, forcës në goditje dhe rezistencës ndaj temperaturave të larta dhe të ulëta, zorrët TPU përdoren gjerësisht në Kinë si zorrë gazi dhe vaji për pajisjet mekanike si avionët, tanket, automobilat, motoçikletat dhe veglat e makinerive.
③ Kabllo
TPU siguron rezistencë ndaj grisjes, rezistencë ndaj konsumit dhe karakteristika përkuljeje, me rezistencën ndaj temperaturës së lartë dhe të ulët që është çelësi i performancës së kabllove. Pra, në tregun kinez, kabllot e avancuara si kabllot e kontrollit dhe kabllot e energjisë përdorin TPU për të mbrojtur materialet e veshjes së modeleve komplekse të kabllove dhe aplikimet e tyre po bëhen gjithnjë e më të përhapura.
④ Pajisje mjekësore
TPU është një material zëvendësues i sigurt, i qëndrueshëm dhe me cilësi të lartë PVC, i cili nuk do të përmbajë Ftalat dhe substanca të tjera të dëmshme kimike dhe do të migrojë në gjak ose lëngje të tjera në kateterin mjekësor ose çantën mjekësore për të shkaktuar efekte anësore. Për më tepër, TPU e shkallës së nxjerrjes dhe e shkallës së injektimit të zhvilluar posaçërisht mund të përdoret lehtësisht me një korrigjim të vogël në pajisjet ekzistuese PVC.
⑤ Automjetet dhe mjetet e tjera të transportit
Duke ekstruduar dhe veshur të dyja anët e pëlhurës najloni me elastomer termoplastik poliuretani, mund të bëhen gomone sulmuese luftarake me fryrje dhe gomone zbulimi që mbajnë 3-15 persona, me performancë shumë më të mirë se gomone të vullkanizuara për fryrje; Elastomeri termoplastik poliuretani i përforcuar me fibër qelqi mund të përdoret për të bërë komponentë të trupit si pjesë të derdhura në të dy anët e vetë makinës, lëkurat e dyerve, parakolpët, shiritat kundër fërkimit dhe grilat.
Koha e postimit: Jan-10-2021