Co to jest elastomer poliuretanowy termoplastyczny?

Co to jest elastomer poliuretanowy termoplastyczny?

Elastomer poliuretanowy jest różnorodnymi materiałami syntetycznymi poliuretanowymi (inne odmiany odnoszą się do pianki poliuretanowej, kleju poliuretanowego, powlekania poliuretanowego i włókna poliuretanowego), a elastomer poliuretanowy poliuretan poliuretanowych jest jednym z trzech rodzajów elastomeru poliuretanowego polieretanowego poliuretanowego. Elastomery, skrócone jako procesor i mieszane elastomery poliuretanowe, skrócone jako MPU).

TPU jest rodzajem elastomeru poliuretanowego, który można uplastykować przez ogrzewanie i rozpuszczenie przez rozpuszczalnik. W porównaniu z CPU i MPU, TPU ma niewielkie lub żadne chemiczne sieciowanie w strukturze chemicznej. Jego łańcuch molekularny jest zasadniczo liniowy, ale istnieje pewna ilość fizycznego sieciowania. Jest to termoplastyczny elastomer poliuretanowy, który jest bardzo charakterystyczny w strukturze.

Struktura i klasyfikacja TPU

Termoplastyczna elastomer poliuretanowy jest (AB) blokowym polimerem liniowym. A reprezentuje polimerowy poliol (ester lub polieter, masa cząsteczkowa 1000 ~ 6000) o wysokiej masie cząsteczkowej, zwanej długimi łańcuchem; B reprezentuje diol zawierający 2-12 atomów węgla prostego łańcucha, zwanego krótkim łańcuchem.

W strukturze termoplastycznej elastomeru poliuretanowego segment A nazywany jest segmentem miękkim, który ma charakterystykę elastyczności i miękkości, co sprawia, że ​​TPU ma rozszerzalność; Łańcuch uretanowy generowany przez reakcję między segmentem B a izocyjanianem nazywa się segmentem twardym, który ma zarówno właściwości sztywne, jak i twarde. Dzięki dostosowywaniu stosunku segmentów A i B wykonane są produkty TPU o różnych właściwościach fizycznych i mechanicznych.

Zgodnie z strukturą segmentu miękkiego można go podzielić na typ poliestrowy, typ polieterów i typ butadienu, które odpowiednio zawierają grupę estrową, grupę eterową lub grupę butenową. Zgodnie ze strukturą segmentu twardego można go podzielić na typ uretanowy i typ mocznika uretanowego, które są odpowiednio uzyskane z przedłużaczy łańcucha glikolu etylenowego lub przedłużaczy łańcucha diaminy. Wspólna klasyfikacja jest podzielona na typ poliestrowy i typ polieter.

Jakie są surowce do syntezy TPU?

(1) Diol polimerowy

Makromolekularny diol o masie cząsteczkowej w zakresie od 500 do 4000 i dwufunkcyjnych grup, z zawartością od 50% do 80% w elastomorze TPU, odgrywa decydującą rolę we właściwościach fizycznych i chemicznych TPU.

Diol polimerowy odpowiedni dla elastomeru TPU można podzielić na poliester i polieter: poliester zawiera glikol kwasu politetrametylenowego kwasu tłuszczowego (PBA) ε PCL, PHC; Polietali obejmują glikol eteru poliokropylenowego (PPG), tetrahydrofuran polieter glikolu (PTMG) itp.

(2) Diizocyjanian

Masa cząsteczkowa jest niewielka, ale funkcja jest wyjątkowa, która nie tylko odgrywa rolę łączenia segmentu miękkiego i twardego segmentu, ale także wypowiada TPU o różnych dobrych właściwościach fizycznych i mechanicznych. Diisocyjaniaty mające zastosowanie do TPU to: diezocyjanian metylenowy (MDI), metylenowa bis (-4-cykloheksylo-izocyjanian) (HMDI), p-fenylodizocyjanian (ppdi), 1,5-naftalen diisocyjanian (ndi), p-fenylodylodylyloysocyjanian (ppdi), pxdi), pxdi), pxdi), pxdi), pxdi). itd.

(3) Extender łańcuchowy

Extender łańcuchowy o masie cząsteczkowej 100 ~ 350, należący do małej cząsteczkowej diolu, masy małej cząsteczkowej, struktury łańcucha otwartego i żadnej grupy podstawnikowej sprzyjają uzyskaniu wysokiej twardości i wysokiej skalarnej masy TPU. Przedłużacze łańcucha odpowiednie dla TPU obejmują 1,4-butanodiol (BDO), 1,4-bis (2-hydroksyetoksy) benzen (HQEE), 1,4-cykloheksanedimetanol (CHDM), p-fenylodimetyloglikol (PXG) itp.

Zastosowanie modyfikacji TPU jako środka hartowania

W celu zmniejszenia kosztów produktu i uzyskania dodatkowej wydajności, elastomery termoplastyczne poliuretanowe mogą być stosowane jako powszechnie stosowane środki zaostrzające do zaostrzenia różnych termoplastycznych i zmodyfikowanych materiałów gumowych.

Ze względu na wysoką polaryzację poliuretan może być kompatybilny z żywicami lub gumami, takimi jak chlorowany polietylen (CPE), który można wykorzystać do wytwarzania produktów medycznych; Mieszanie z ABS może wymienić termoplastiki inżynieryjne do użytku; W połączeniu z poliwęglanem (PC) ma właściwości, takie jak odporność na olej, odporność na paliwo i odporność na uderzenie, i może być stosowany do wytwarzania ciał samochodowych; W połączeniu z poliestrem można poprawić jego wytrzymałość; Ponadto może być dobrze kompatybilny z PVC, polioksymetylenem lub PVDC; Poliestrowy poliuretan może być dobrze kompatybilny z 15% gumy nitrylowej lub 40% gumy nitrylowej/mieszanki PVC; Polisher poliuretan może być również dobrze kompatybilny z 40% klejem mieszanki chlorku winylu/chlorku poliwinylu; Może być również kompatybilny z kopolimerami akrylonitrylowymi (SAN); Może tworzyć struktury sieci interpenetrowania (IPN) z reaktywnymi polisiloksanami. Zdecydowana większość wyżej wymienionych klejów mieszanych została już oficjalnie wyprodukowana.

W ostatnich latach trwały coraz więcej badań nad zaostrzeniem POM przez TPU w Chinach. Mieszanie TPU i POM nie tylko poprawia oporność w wysokiej temperaturze i właściwości mechaniczne TPU, ale także znacznie zaostrza POM. Niektórzy badacze wykazali, że w testach pęknięć na rozciąganie, w porównaniu z matrycą POM, stop POM z TPU przeszedł z łamliwego pęknięcia do pęknięcia plastycznego. Dodanie TPU wypowiada również POM z wydajnością pamięci kształtu. Krystaliczny obszar POM służy jako stała faza stopu pamięci kształtu, podczas gdy amorficzny region amorficznego TPU i POM służy jako faza odwracalna. Gdy temperatura odpowiedzi odzyskiwania wynosi 165 ℃, a czas odzyskiwania wynosi 120 sekund, szybkość odzyskiwania stopu osiąga ponad 95%, a efekt odzyskiwania jest najlepszy.

TPU jest trudny do kompatybilny z niepolarnymi materiałami polimerowymi, takimi jak polietylen, polipropylen, guma etylenowa propylenowa, guma butadienu, gumy izoprenowej lub proszku z gumy odpadowej, i nie można go stosować do wytwarzania kompozytów o dobrej wydajności. Dlatego często stosuje się metody obróbki powierzchni, takie jak osocza, korona, chemia mokra, starter, płomień lub gaz reaktywny. Na przykład American Air Products and Chemicals Company przeprowadziła aktywną powierzchnię gazu F2/O2 na ultra wysokiej masie cząsteczkowej drobny proszek polietylenowy o masie cząsteczkowej 3-5 milionów, i dodała go do elastomeru poliuretanu w stosunku 10%, co może znacznie poprawić moduł zginający, wytrzymałość na rozciąganie i odporność na zużycie. A aktywne obróbkę powierzchni gazu F2/O2 można również zastosować do kierunkowo wydłużonych krótkich włókien o długości 6-35 mm, które mogą poprawić sztywność i wytrzymałość łez materiału kompozytowego.

Jakie są obszary zastosowania TPU?

W 1958 r. Goodrich Chemical Company (obecnie przemianowany na Lubrizol) po raz pierwszy zarejestrowała markę TPU Estane. W ciągu ostatnich 40 lat na całym świecie było ponad 20 nazw marek, a każda marka ma kilka serii produktów. Obecnie głównymi producentami surowców TPU na świecie są: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding itp.

Jako doskonały elastomer, TPU ma szeroką gamę produktów niższych, które są szeroko stosowane w codziennych potrzebach, artykułach sportowych, zabawkach, materiałach dekoracyjnych i innych dziedzin. Poniżej znajduje się kilka przykładów.

① Materiały buta

TPU służy głównie do materiałów buta ze względu na doskonałą elastyczność i odporność na zużycie. Produkty obuwia zawierające TPU są znacznie wygodniejsze w noszeniu niż zwykłe produkty obuwia, więc są szerzej stosowane w wysokiej klasy produktach obuwia, zwłaszcza w niektórych butach sportowych i butach swobodnych.

② Węże

Ze względu na swoją miękkość, dobrą wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość uderzenia i odporność na wysokie i niskie temperatury, węże TPU są szeroko stosowane w Chinach jako węże gazowe i olejowe do urządzeń mechanicznych, takich jak samoloty, zbiorniki, samochody, motocykle i narzędzia maszynowe.

③ Kabel

TPU zapewnia odporność na łzę, odporność na zużycie i charakterystykę zginania, przy czym rezystancja wysokiej i niskiej temperatury jest kluczem do wydajności kabla. Tak więc na chińskim rynku zaawansowane kable, takie jak kable sterujące i kable zasilające, używają TPU do ochrony materiałów powłokowych złożonych projektów kablowych, a ich zastosowania stają się coraz bardziej rozpowszechnione.

④ Urządzenia medyczne

TPU jest bezpiecznym, stabilnym i wysokiej jakości materiałem zastępczym PVC, który nie będzie zawierał ftalanu i innych szkodliwych substancji chemicznych, i będzie migruje do krwi lub innych płynów w cewniku medycznym lub torbie medycznej, aby spowodować działania niepożądane. Ponadto specjalnie opracowany stopień wytłaczania i tpu oceny wtrysku można łatwo użyć przy niewielkim debugowaniu w istniejącym sprzęcie PVC.

⑤ Pojazdy i inne środki transportu

Poprzez wytłaczanie i powlekanie po obu stronach tkaniny nylonowej za pomocą elastomeru termoplastycznego poliuretanowego, można wykonać nadmuchiwane tratwy ataku bojownicze i tratwy rozpoznawcze przewożące 3-15 osób, przy znacznie lepszej wydajności niż wulkanizowana stawki gumy nadmuchiwane; Elastomer termoplastyczny poliuretanowy wzmocniony włóknem szklanym można zastosować do wytwarzania elementów ciała, takich jak uformowane części po obu stronach samego samochodu, skórki drzwi, zderzaki, paski przeciw tarom i grille.