TPU jest elastomerem termoplastycznym poliuretanowym, który jest wielofazowym kopolimerem blokowym złożonym z diizocyjanianów, polioli i przedłużaczy łańcucha. Jako elastomer o wysokiej wydajności, TPU ma szeroką gamę dalszych kierunków produktów i jest szeroko stosowany w codziennych potrzebach, sprzęcie sportowym, zabawkom, materiałom dekoracyjnym i innych dziedzinach, takich jak materiały buta, węże, kable, urządzenia medyczne itp.
Obecnie główni producenci surowców TPU to BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua nowe materiałyi tak dalej. Wraz z rozszerzeniem układu i wydajności przedsiębiorstw krajowych branża TPU jest obecnie wysoce konkurencyjna. Jednak w wysokiej klasy dziedzinie aplikacji nadal opiera się na imporcie, który jest również obszarem, w którym Chiny muszą osiągnąć przełom. Porozmawiajmy o przyszłych perspektywach rynkowych produktów TPU.
1. Superkrytyczne pieniące się e-tpu
W 2012 r. Adidas i BASF wspólnie opracowali markę Buth But EnergyBoost, która wykorzystuje Foamed TPU (nazwa handlowa Infinergy) jako materiał podeszwy środkowej. Ze względu na zastosowanie polieterów TPU z brzegiem twardość 80-85 jako podłoża, w porównaniu z środkowymi stole EVA, spienione środkowe stole TPU mogą nadal utrzymywać dobrą elastyczność i miękkość w środowiskach poniżej 0 ℃, co poprawia noszenie komfortu i jest powszechnie rozpoznawany na rynku.
2. Zmodyfikowany materiał kompozytowy wzmocniony włóknem
TPU ma dobrą odporność na uderzenie, ale w niektórych zastosowaniach wymagany jest moduł elastyczny i bardzo twarde materiały. Modyfikacja wzmocnienia włókien szkła jest powszechnie stosowaną techniką w celu zwiększenia elastycznego modułu materiałów. Poprzez modyfikację termoplastyczne materiały kompozytowe z wieloma zaletami, takimi jak moduł o wysokim sprężystości, dobra izolacja, silna odporność na ciepło, dobra wydajność odzyskiwania sprężystości, dobra odporność na korozję, odporność na uderzenie, niski współczynnik ekspansji i stabilność wymiarowa.
BASF wprowadził technologię przygotowywania TPU wzmocnionego włóknem szklanym wysokiego modułu za pomocą szklanych włókien w swoim patencie. TPU z twardością brzegu d wynoszącym 83 zsyntetyzowano przez zmieszanie glikolu politetrafluoroetylenu (PTMEG, Mn = 1000), MDI i 1,4-butanodiolu (BDO) z 1,3-propanediolem jako surowcem. Ten TPU spotęgowano z włóknem szklanym w stosunku masy 52:48, aby uzyskać materiał kompozytowy o module sprężystym 18,3 GPa i wytrzymałości na rozciąganie 244 MPa.
Oprócz włókna szklanego, istnieją również doniesienia o produktach z kompozytem kompozytowym z włókna węglowego, takich jak kompozytowa płyta z włókna węglowego/TPU Maezio/TPU, która ma elastyczny moduł do 100 gPa i niższą gęstość niż metale.
3. Flowen wolny od ognia opóźniającego TPU
TPU ma wysoką wytrzymałość, wysoką wytrzymałość, doskonałą odporność na zużycie i inne właściwości, co czyni go bardzo odpowiednim materiałem do osłony dla przewodów i kabli. Ale w polach aplikacji, takich jak stacje ładowania, wymagana jest wyższa opóźnienie płomienia. Istnieją na ogół dwa sposoby na poprawę opóźniającej wydajności TPU. Jednym z nich jest reaktywna modyfikacja opóźniająca płomień, która obejmuje wprowadzenie materiałów opóźniających płomienie, takie jak poliole lub izocyjaniany zawierające fosfor, azot i inne elementy w syntezie TPU poprzez wiązanie chemiczne; Drugi to dodatkowa modyfikacja opóźniającego płomienie, która polega na użyciu TPU jako podłoża i dodawaniu opóźniaczy płomienia do mieszania stopu.
Modyfikacja reaktywna może zmienić strukturę TPU, ale gdy ilość dodatkowego opóźnienia płomienia jest duża, wytrzymałość TPU maleje, wydajność przetwarzania pogarsza się, a dodanie niewielkiej ilości nie może osiągnąć wymaganego poziomu opóźniającego płomienie. Obecnie nie ma dostępnego w handlu produktu o wysokiej płomieniach, który może naprawdę spełnić zastosowanie stacji ładowania.
Były Bayer MaterialScience (obecnie Kostron) wprowadził kiedyś fosfor organiczny zawierający poliol (IHPO) oparty na tlenku fosfiny w patencie. Polenter TPU zsyntetyzowany z IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI i BDO wykazuje doskonałą opóźnienie płomienia i właściwości mechaniczne. Proces wytłaczania jest gładki, a powierzchnia produktu jest gładka.
Dodanie wolnych od halogenów opóźniaczy płomiennych jest obecnie najczęściej stosowaną drogą techniczną do przygotowania wolnego od falogenu płomienia TPU. Zasadniczo oparte na fosforach, oparte na azotie, opóźnione w płomieniu boru oparte na boru są złożone lub wodorotlenki metali są stosowane jako opóźniacze płomienia. Ze względu na nieodłączną łatwopalność TPU, często wymagana jest przepełnienie opóźniającego płomienie wynoszące ponad 30%, aby utworzyć stabilną warstwę opóźniającą płomienie podczas spalania. Jednak gdy ilość dodanego płomienia jest duża, opóźnienie płomienia jest nierównomiernie rozproszone w podłożu TPU, a właściwości mechaniczne TPU opóźniającego płomienie nie są idealne, co również ogranicza jego zastosowanie i promocję w pól, jak węgle, filmy i kable.
Patent BASF wprowadza technologię TPU o płomieniu, która łączy poliminę melaminy i fosfor zawierający pochodną kwasu fosfinowego jako opóźniaczy płomienia z TPU ze średnią masą cząsteczkową większą niż 150 kDa. Stwierdzono, że wydajność opóźniająca płomienie została znacznie poprawiona przy osiągnięciu wysokiej wytrzymałości na rozciąganie.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie materiału, patent BASF wprowadza metodę przygotowania środka sieciowego Masterbatch zawierającego izocyjaniany. Dodanie 2% tego rodzaju Masterbatch do kompozycji spełniającej wymagania dotyczące opóźnienia płomienia UL94V-0 może zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie materiału z 35 MPa do 40 MPa przy jednoczesnym utrzymaniu wydajności opóźniającego płomienie V-0.
W celu poprawy odporności na starzenie się ciepła TPU płomienia, patentuLinghua New Materials CompanyWprowadza również metodę stosowania wodorotlenków metali powlekanych powierzchniowo jako opóźniaczy płomienia. W celu poprawy odporności na hydrolizę płomienia-retardant TPU,Linghua New Materials CompanyWprowadzono węglan metalu na podstawie dodania opóźnienia płomienia melaminy w innym zastosowaniu patentu.
4. TPU do motoryzacyjnej filmu ochrony farby
Film ochrony farby samochodowej to folia ochronna, która izoluje powierzchnię farby z powietrza po instalacji, zapobiega kwasowi deszczu, utlenianiu, zarysowaniu i zapewnia długą ochronę powierzchni farby. Jego główną funkcją jest ochrona powierzchni farby samochodowej po instalacji. Film ochrony farby ogólnie składa się z trzech warstw, z samozwańczą powłoką na powierzchni, folią polimerową na środku i kleju wrażliwym na ciśnienie akrylowe na dolnej warstwie. TPU jest jednym z głównych materiałów do przygotowywania pośredniego folii polimerowych.
Wymagania dotyczące wydajności dla TPU stosowane w filmie ochrony farby są następujące: odporność na zarysowania, wysoka przezroczystość (transmitancja światła> 95%), elastyczność niskiej temperatury, oporność w wysokiej temperaturze, wytrzymałość na rozciąganie> 50 mPa, wydłużenie> 400%i brzegowy zakres twardości 87-93; Najważniejszą wydajnością jest odporność na pogodę, która obejmuje odporność na starzenie UV, degradację utleniającą termiczną i hydrolizę.
Obecnie dojrzałymi produktami są alifatyczne TPU przygotowane z dicykloheksylu diezocyjanianu (H12MDI) i policaprolaktonowego diol jako surowce. Zwykłe aromatyczne TPU widocznie zmienia żółto po jednym dniu napromieniowania UV, podczas gdy alifatyczny TPU stosowany do folii opakowania samochodowego może utrzymać jego współczynnik żółknięcia bez znaczących zmian w tych samych warunkach.
TPU poli (ε - kaprolakton) ma bardziej zrównoważoną wydajność w porównaniu z polieter i poliestrowy TPU. Z jednej strony może wykazywać doskonałą odporność na łzę zwykłego poliestrowego TPU, podczas gdy z drugiej strony wykazuje również wyjątkowe odkształcenie trwałe o niskiej kompresji i wysokie odbicie polenowego TPU, a zatem jest szeroko stosowany na rynku.
Ze względu na różne wymagania dotyczące opłacalności produktu po segmentacji rynku, wraz z poprawą technologii powlekania powierzchniowego i zdolności regulacji formuły kleju, istnieje również szansa na zastosowanie polieterów lub zwykłego poliestrowego TPU H12MDI alifatycznego TPU w przyszłości.
5. Biobased TPU
Wspólną metodą przygotowywania TPU opartego na bio jest wprowadzenie monomerów lub pośrednich bio podczas procesu polimeryzacji, takie jak izocyjaniany oparte na bio (takie jak MDI, PDI), poliole na bazie bio itp. Wśród nich izocyjaniany biobazie są stosunkowo rzadkie na rynku, podczas gdy biobazie polioli.
Pod względem izocyjanianów opartych na bio, już w 2000 r., BASF, Covestro i inni zainwestowali wiele wysiłków w badania PDI, a pierwszą partię produktów PDI została wprowadzona na rynek w latach 2015-2016. Wanhua Chemical opracował 100% bio produktów TPU przy użyciu PDI opartego na bio wykonanym z kukurydzy.
Pod względem polioli opartych na bio, obejmuje on bioderalny politetrafluoroetylen (PTMEG), bio 1,4-butanodiolu (BDO), na bazie bio 1,3-propanediolu (PDO), poliesterowe poliole poliestrowe na bazie bio, bio polieterowe, polioletowe polioletowe polietowe, bio-polieter
Obecnie wielu producentów TPU wprowadziło na rynek TPU oparty na bio, którego wydajność jest porównywalna z tradycyjnym TPU opartym na petrochemicznym. Główna różnica między tymi bio opartymi na TPU polega na poziomie zawartości biologicznej, zwykle od 30% do 40%, a niektóre nawet osiągają wyższe poziomy. W porównaniu z tradycyjnym TPU opartym na petrochemicznym TPU, TPU oparte na bio ma takie zalety, jak zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, zrównoważona regeneracja surowców, zielona produkcja i ochrona zasobów. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, iLinghua nowe materiałyUruchomili swoje marki TPU oparte na bio, a redukcja węgla i zrównoważony rozwój są również kluczowymi kierunkami rozwoju TPU w przyszłości.
Czas po: 09-2024