Ce este elastomerul de poliuretan termoplastic?

Ce este elastomerul de poliuretan termoplastic?

Elastomerul de poliuretan este o varietate de materiale sintetice poliuretanice (alte soiuri se referă la spumă poliuretanică, adeziv poliuretan, acoperire de poliuretan și fibră de poliuretan), iar elastomerul de poliuretan termoplastic este unul dintre cele trei tipuri de elastomer poliuretan, oamenii se referă în mod obișnuit la el ca TPU (celelalte două tipuri de elastomere poliometane, care se referă în mod obișnuit la elastomer polioretan (celelalte două tipuri majore de elastomer de poliuretan Elastomeri, prescurtați ca procesor și elastomeri de poliuretan mixți, prescurtați ca MPU).

TPU este un fel de elastomer poliuretan care poate fi plasticizat prin încălzire și dizolvat de solvent. În comparație cu CPU și MPU, TPU are o reticulare chimică mică sau deloc în structura sa chimică. Lanțul său molecular este practic liniar, dar există o anumită cantitate de reticulare fizică. Acesta este elastomerul de poliuretan termoplastic care este foarte caracteristic în structură.

Structura și clasificarea TPU

Elastomerul de poliuretan termoplastic este un polimer liniar (AB). A reprezintă un polimer poliol (ester sau polieter, greutate moleculară de 1000 ~ 6000) cu greutate moleculară mare, numită lanț lung; B reprezintă un diol care conține 2-12 atomi de carbon cu lanț drept, numit lanț scurt.

În structura elastomerului de poliuretan termoplastic, segmentul A se numește segment moale, care are caracteristicile flexibilității și moliciunii, ceea ce face ca TPU să aibă extensibilitate; Lanțul de uretan generat de reacția dintre segmentul B și izocianat se numește un segment dur, care are atât proprietăți rigide, cât și dure. Prin ajustarea raportului dintre segmentele A și B, se fac produse TPU cu diferite proprietăți fizice și mecanice.

Conform structurii segmentului moale, aceasta poate fi împărțită în tipul poliester, tipul de polieter și tipul butadienei, care conțin, respectiv, grupul ester, grupul de eter sau grupul Butene. Conform structurii segmentului dur, aceasta poate fi împărțită în tip uretan și tip de uretan, care sunt obținute respectiv din extensoare de lanț de etilen glicol sau extensii de lanț de diamină. Clasificarea comună este împărțită în tipul de poliester și tipul de polieter.

Care sunt materiile prime pentru sinteza TPU?

(1) Polimer Diol

Diol macromolecular cu o greutate moleculară cuprinsă între 500 și 4000 și grupuri bifuncționale, cu un conținut de 50% până la 80% în elastomerul TPU, joacă un rol decisiv în proprietățile fizice și chimice ale TPU.

Diolul de polimer adecvat pentru elastomerul TPU poate fi împărțit în poliester și polieter: poliester include politetrametilen acid adipic glicol (PBA) ε PCL, PHC; Poliethers includ glicolul eterului polioxipropilen (PPG), tetrahidrofuran polieter glicol (PTMG), etc.

(2) Diisocianat

Greutatea moleculară este mică, dar funcția este remarcabilă, ceea ce nu numai că joacă rolul de conectare a segmentului moale și a segmentului dur, dar, de asemenea, înzestrează TPU cu diverse proprietăți fizice și mecanice bune. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl diisocyanate (Pxdi), etc.

(3) Extender de lanț

Extinderea lanțului cu o greutate moleculară de 100 ~ 350, aparținând diolului molecular mic, greutate moleculară mică, structură cu lanț deschis și nici un grup substituent nu este favorabil obținerii unei durități mari și a unei greutăți scalare mari a TPU. Extinderile de lanț potrivite pentru TPU includ 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hidroxietoxi) benzen (HQEE), 1,4-ciclohexanedimetanol (CHDM), p-fenilildimetilglicol (PXG), etc.

Aplicarea de modificare a TPU ca agent de întărire

Pentru a reduce costurile produsului și pentru a obține performanțe suplimentare, elastomerii termoplastici poliuretanici pot fi folosiți ca agenți de întărire în mod obișnuit pentru a întări diverse materiale de cauciuc termoplastic și modificat.

Datorită polarității sale ridicate, poliuretanul poate fi compatibil cu rășini polare sau cauciucuri, cum ar fi polietilena clorurată (CPE), care poate fi utilizată pentru a produce produse medicale; Amestecarea cu ABS poate înlocui termoplastica inginerească pentru utilizare; Atunci când este utilizat în combinație cu policarbonat (PC), are proprietăți precum rezistența la ulei, rezistența la combustibil și rezistența la impact și poate fi utilizat pentru a face corpuri auto; Când este combinat cu poliester, duritatea acestuia poate fi îmbunătățită; În plus, poate fi bine compatibil cu PVC, polioximetilen sau PVDC; Polyuretanul din poliester poate fi bine compatibil cu 15% cauciuc nitril sau 40% amestec de cauciuc nitril/PVC; Polyter Polyuretan poate fi, de asemenea, bine compatibil cu adezivul de amestec de cauciuc de nitril/polivinil de 40%; De asemenea, poate fi compatibil cu copolimeri de stiren acrilonitril (SAN); Poate forma structuri de rețea interpenetrantă (IPN) cu polisiloxani reactivi. Marea majoritate a adezivilor amestecați mai sus au fost deja produse oficial.

În ultimii ani, au existat o cercetare din ce în ce mai mare privind întărirea POM de către TPU în China. Amestecarea TPU și POM nu numai că îmbunătățește rezistența la temperatură ridicată și proprietățile mecanice ale TPU, dar, de asemenea, întărește semnificativ POM. Unii cercetători au arătat că în testele de fractură la tracțiune, în comparație cu Matricea POM, aliajul POM cu TPU a trecut de la fractură fragilă la fractură ductilă. Adăugarea de TPU în acord, de asemenea, POM cu performanță de memorie de formă. Regiunea cristalină a POM servește ca faza fixă ​​a aliajului de memorie de formă, în timp ce regiunea amorfă a TPU și POM amorfe servește ca fază reversibilă. Când temperatura de răspuns de recuperare este de 165 ℃, iar timpul de recuperare este de 120 de secunde, rata de recuperare a aliajului atinge peste 95%, iar efectul de recuperare este cel mai bun.

TPU este dificil de compatibil cu materiale polimerice non-polare, cum ar fi polietilenă, polipropilenă, cauciuc de propilenă de etilen, cauciuc de butadienă, cauciuc de izopren sau pulbere de cauciuc deșeuri și nu poate fi utilizat pentru a produce compozite cu performanțe bune. Prin urmare, metodele de tratare a suprafeței, cum ar fi plasma, corona, chimia umedă, grundul, flacăra sau gazul reactiv sunt adesea utilizate pentru acesta din urmă. De exemplu, American Air Products and Chemical Company a efectuat tratarea suprafeței active a gazelor F2/O2 pe pulbere fină de polietilenă moleculară ultra-înaltă, cu o greutate moleculară de 3-5 milioane, și a adăugat-o la elastomer poliuretan, la un raport de 10%, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ modulul său flexional, rezistența la tensiune și rezistența la uzură. Și tratarea suprafeței active a gazului F2/O2 poate fi aplicată și pe fibrele scurte alungite direcțional, cu o lungime de 6-35 mm, ceea ce poate îmbunătăți rigiditatea și duritatea lacrimi a materialului compozit.

Care sunt zonele de aplicare ale TPU?

În 1958, Goodrich Chemical Company (acum redenumită Lubrizol) a înregistrat pentru prima dată marca TPU ESTANE. În ultimii 40 de ani, au existat peste 20 de nume de marcă în întreaga lume și fiecare marcă are mai multe serii de produse. În prezent, principii producători de materii prime TPU din lume sunt: ​​BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, etc.

Ca un elastomer excelent, TPU are o gamă largă de produse din aval, care sunt utilizate pe scară largă în necesități zilnice, articole sportive, jucării, materiale decorative și alte câmpuri. Mai jos sunt câteva exemple.

① Materiale pentru încălțăminte

TPU este utilizat în principal pentru materialele de încălțăminte datorită elasticității sale excelente și rezistenței la uzură. Produsele de încălțăminte care conțin TPU sunt mult mai confortabile de purtat decât produse de încălțăminte obișnuite, astfel încât sunt mai utilizate pe scară largă în produsele de încălțăminte de înaltă calitate, în special în unele pantofi sport și pantofi casual.

② furtunuri

Datorită moale, rezistența la tracțiune bună, rezistența la impact și rezistența la temperaturi ridicate și scăzute, furtunurile TPU sunt utilizate pe scară largă în China ca furtunuri de gaz și petrol pentru echipamente mecanice, cum ar fi aeronave, rezervoare, automobile, motociclete și mașini -unelte.

③ Cablu

TPU oferă rezistență la lacrimă, rezistență la uzură și caracteristici de îndoire, rezistența la temperatură ridicată și scăzută fiind cheia performanței cablului. Așadar, pe piața chineză, cablurile avansate, cum ar fi cablurile de control și cablurile de alimentare, folosesc TPU pentru a proteja materialele de acoperire ale proiectelor complexe de cablu, iar aplicațiile lor devin din ce în ce mai răspândite.

④ Dispozitive medicale

TPU este un material de înlocuire din PVC sigură, stabilă și de înaltă calitate, care nu va conține ftalat și alte substanțe nocive chimice și va migra în sânge sau alte lichide din cateterul medical sau punga medicală pentru a provoca efecte secundare. Mai mult decât atât, gradul de extrudare special dezvoltat și TPU de injecție poate fi utilizat cu ușurință cu un pic de depanare în echipamentul PVC existent.

⑤ Vehicule și alte mijloace de transport

Prin extrudarea și acoperirea ambelor părți ale țesăturii de nylon cu elastomer termoplastic de poliuretan, plutele de atac de luptă gonflabile și plutele de recunoaștere care poartă 3-15 persoane pot fi făcute, cu performanțe mult mai bune decât plutele gonflabile din cauciuc vulcanizate; Elastomerul termoplastic de poliuretan armat cu fibră de sticlă poate fi utilizat pentru a face componente ale corpului, cum ar fi părți modelate pe ambele părți ale mașinii în sine, piei de ușă, bare de protecție, benzi anti -frecare și grile.