Godine 1958, Goodrich Chemical Company (sada preimenovana u Lubrizol) prvi put je registrovala TPU brend Estane. Tokom proteklih 40 godina, širom svijeta postoji više od 20 brendova, a svaki brend ima nekoliko serija proizvoda. Trenutno, proizvođači TPU sirovina uglavnom uključuju BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, itd.
1. Kategorija TPU-a
Prema strukturi mekog segmenta, može se podijeliti na poliesterski tip, polieterski tip i butadienski tip, koji sadrže estersku grupu, eterski tip ili butenski tip.
Prema strukturi tvrdog segmenta, može se podijeliti na uretanski tip i uretan-urea tip, koji se dobijaju od etilen-glikolnih ili diaminskih produživača lanca. Uobičajena klasifikacija je podijeljena na poliesterski tip i polieterski tip.
Prema prisustvu ili odsustvu umrežavanja, mogu se podijeliti na čiste termoplastike i polu-termoplastike.
Prvi ima čistu linearnu strukturu i nema umreženih veza; drugi sadrži malu količinu umreženih veza kao što je ester alofanske kiseline.
Prema upotrebi gotovih proizvoda, mogu se podijeliti na profilirane dijelove (različiti mašinski elementi), cijevi (plaštevi, profilne šipke), filmove (limovi, tanke ploče), ljepila, premaze, vlakna itd.
2. Sinteza TPU-a
TPU pripada poliuretanu po molekularnoj strukturi. Dakle, kako se agregirao?
Prema različitim procesima sinteze, uglavnom se dijeli na polimerizaciju u masi i polimerizaciju u rastvoru.
U polimerizaciji u masi, ona se također može podijeliti na metodu predpolimerizacije i metodu u jednom koraku na osnovu prisustva ili odsustva predreakcije:
Metoda predpolimerizacije uključuje reakciju diizocijanata s makromolekularnim diolima tokom određenog vremenskog perioda prije dodavanja produžetka lanca kako bi se proizveo TPU;
Jednostepena metoda uključuje istovremeno miješanje i reakciju makromolekularnih diola, diizocijanata i produživača lanca kako bi se formirao TPU.
Polimerizacija u rastvoru uključuje prvo rastvaranje diizocijanata u rastvaraču, zatim dodavanje makromolekularnih diola koji će reagovati određeni vremenski period, i na kraju dodavanje sredstava za produženje lanca za generisanje TPU.
Vrsta mekog segmenta TPU-a, molekularna težina, sadržaj tvrdog ili mekog segmenta i stanje agregacije TPU-a mogu uticati na gustinu TPU-a, sa gustinom od približno 1,10-1,25, i nema značajne razlike u poređenju sa drugim gumama i plastikama.
Pri istoj tvrdoći, gustoća TPU-a polieterskog tipa je niža od gustoće TPU-a poliesterskog tipa.
3. Obrada TPU-a
TPU čestice zahtijevaju različite procese za formiranje konačnog proizvoda, uglavnom korištenjem metoda topljenja i rastvaranja za obradu TPU-a.
Obrada topljenjem je često korišten proces u industriji plastike, kao što su miješanje, valjanje, ekstruzija, duvanje i oblikovanje;
Obrada rastvorom je proces pripreme rastvora rastvaranjem čestica u rastvaraču ili direktnom polimerizacijom u rastvaraču, a zatim premazivanjem, predenjem i tako dalje.
Konačni proizvod napravljen od TPU-a uglavnom ne zahtijeva reakciju umrežavanja vulkanizacijom, što može skratiti proizvodni ciklus i reciklirati otpadne materijale.
4. Performanse TPU-a
TPU ima visoki modul, visoku čvrstoću, visoko izduženje i elastičnost, odličnu otpornost na habanje, otpornost na ulje, otpornost na niske temperature i otpornost na starenje.
Visoka zatezna čvrstoća, visoko izduženje i niska stopa dugotrajne trajne deformacije pri kompresiji su značajne prednosti TPU-a.
XiaoU će uglavnom detaljnije objasniti mehanička svojstva TPU-a sa aspekata kao što su zatezna čvrstoća i izduženje, otpornost, tvrdoća itd.
Visoka zatezna čvrstoća i veliko istezanje
TPU ima odličnu zateznu čvrstoću i izduženje. Iz podataka na slici ispod možemo vidjeti da su zatezna čvrstoća i izduženje TPU-a polieterskog tipa mnogo bolji od onih kod polivinilhloridne plastike i gume.
Osim toga, TPU može ispuniti zahtjeve prehrambene industrije s malo ili nimalo dodanih aditiva tokom obrade, što je također teško postići za druge materijale poput PVC-a i gume.
Otpornost je veoma osjetljiva na temperaturu
Otpornost TPU-a odnosi se na stepen u kojem se brzo oporavlja u prvobitno stanje nakon što se ublaži deformacijski napon, izražena kao energija oporavka, koja je odnos rada deformacijskog povlačenja i rada potrebnog za stvaranje deformacije. To je funkcija dinamičkog modula i unutrašnjeg trenja elastičnog tijela i vrlo je osjetljiva na temperaturu.
Odbijanje se smanjuje sa smanjenjem temperature do određene temperature, a zatim se elastičnost ponovo brzo povećava. Ova temperatura je temperatura kristalizacije mekog segmenta, koja je određena strukturom makromolekularnog diola. TPU polieterskog tipa je niži od TPU poliesterskog tipa. Na temperaturama ispod temperature kristalizacije, elastomer postaje vrlo tvrd i gubi elastičnost. Stoga je elastičnost slična odbijanju od površine tvrdog metala.
Raspon tvrdoće je Shore A60-D80
Tvrdoća je pokazatelj sposobnosti materijala da se odupre deformacijama, ogrebotinama i nagrizanju.
Tvrdoća TPU-a se obično mjeri pomoću mjerača tvrdoće Shore A i Shore D, pri čemu se Shore A koristi za mekše TPU-e, a Shore D za tvrđe TPU-e.
Tvrdoća TPU-a se može podesiti podešavanjem udjela mekih i tvrdih segmenata lanca. Stoga, TPU ima relativno širok raspon tvrdoće, od Shore A60-D80, obuhvatajući tvrdoću gume i plastike, i ima visoku elastičnost u cijelom rasponu tvrdoće.
Kako se tvrdoća mijenja, mogu se promijeniti i neka svojstva TPU-a. Na primjer, povećanje tvrdoće TPU-a rezultirat će promjenama u performansama kao što su povećani modul zatezne čvrstoće i čvrstoća na kidanje, povećana krutost i tlačni napon (nosivost), smanjeno izduženje, povećana gustoća i dinamičko stvaranje topline, te povećana otpornost na utjecaje okoline.
5. Primjena TPU-a
Kao odličan elastomer, TPU ima širok spektar proizvoda i široko se koristi u svakodnevnim potrepštinama, sportskoj opremi, igračkama, dekorativnim materijalima i drugim oblastima.
Materijali za obuću
TPU se uglavnom koristi za materijale za obuću zbog svoje odlične elastičnosti i otpornosti na habanje. Proizvodi obuće koji sadrže TPU su mnogo udobniji za nošenje od običnih proizvoda obuće, pa se šire koriste u vrhunskim proizvodima obuće, posebno u nekim sportskim i ležernim cipelama.
crijevo
Zbog svoje mekoće, dobre zatezne čvrstoće, udarne čvrstoće i otpornosti na visoke i niske temperature, TPU crijeva se široko koriste u Kini kao crijeva za plin i ulje za mehaničku opremu kao što su avioni, tenkovi, automobili, motocikli i alatni strojevi.
kabel
TPU pruža otpornost na kidanje, otpornost na habanje i karakteristike savijanja, pri čemu je otpornost na visoke i niske temperature ključna za performanse kabla. Stoga se na kineskom tržištu napredni kablovi poput kontrolnih i energetskih kablova koriste za zaštitu materijala premaza složenih dizajna kablova, a njihova primjena postaje sve raširenija.
Medicinski uređaji
TPU je siguran, stabilan i visokokvalitetan materijal koji zamjenjuje PVC, ne sadrži ftalate i druge hemijski štetne supstance, te će migrirati u krv ili druge tekućine u medicinskom kateteru ili medicinskoj vrećici i uzrokovati nuspojave. Također je posebno razvijen TPU ekstruzijske i injekcijske kvalitete.
film
TPU folija je tanka folija napravljena od TPU granularnog materijala kroz posebne procese kao što su valjanje, livenje, duvanje i premazivanje. Zbog svoje visoke čvrstoće, otpornosti na habanje, dobre elastičnosti i otpornosti na vremenske uslove, TPU folije se široko koriste u industriji, materijalima za obuću, odjeću, automobilskoj, hemijskoj, elektrotehničkoj, medicinskoj i drugim oblastima.
Vrijeme objave: 05.02.2020.