TPU je poliuretan termoplastični elastomer, koji je višefazni blok kopolimer sastavljen od diizocijanata, poliola i lančanih produžetaka. Kao elastomer visoke performanse, TPU ima širok spektar smjerova za nizvodno proizvode i široko se koristi u svakodnevnim potrepštinama, sportskoj opremi, igračkama, ukrasnim materijalima, poput materijala za cipele, creva, kablovi, medicinski uređaji itd.
Trenutno su glavni proizvođači sirovina TPU-a uključuju BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Novi materijali, i tako dalje. Uz izgled i proširenje kapaciteta domaćih preduzeća, industrija TPU-a trenutno je visoko konkurentna. Međutim, u vrhunskom polju aplikacije i dalje se oslanja na uvoz, što je i područje koje Kina treba postići proboj. Hajde da razgovaramo o budućim tržišnim izgledima TPU proizvoda.
1. Superkritički pjenjenje E-TPU
U 2012. godini Adidas i BASF zajednički su razvili brend trčanja Energyboost, koji koristi pjenasti TPU (trgovinsko infinerija) kao srednjoškolski materijal. Zbog upotrebe TPU-a s obalom tvrdoće od 80-85 kao podloge, u odnosu na Eva srednje veličine, pjenastim srednjim sredstvima za TPU i dalje mogu održavati dobru elastičnost i mekoću u okruženjima ispod 0 ℃, što poboljšava udobnost i široko je prepoznato na tržištu.
2. Vlakna ojačana modificirana TPU kompozitni materijal
TPU ima dobru otpornost na udar, ali u nekim su aplikacijama potrebni visoki elastični modul i vrlo tvrdi materijali. Modifikacija ojačanja staklenih vlakana obično je korištena tehnika za povećanje elastičnog modula materijala. Promjenom, termoplastičnim kompozitnim materijalima s mnogim prednostima kao što su visoki elastični modul, dobra izolacija, snažna toplinska otpornost, mogu se dobiti dobri elastični performanse za oporavak, dobri otpornost na koroziju, nizak koeficijent širenja i dimenzionalne stabilnosti.
BASF je uveo tehnologiju za pripremu visokog modula od fiberglasa ojačanih TPU koristeći staklenu kratku vlakna u svom pateti. TPU sa obalnom d tvrdom od 83 sintetizirana je miješanjem politetrafluoroetilena glikola (PTMEG, MN = 1000), MDI i 1,4-Butanediol (BDO) sa 1,3-propanediolom kao sirovinama. Ovaj TPU je bio slomljen sa staklenim vlaknima u masovnom omjeru od 52:48 kako bi dobio kompozitni materijal s elastičnim modulom od 18,3 GPA i zatezna snaga 244 MPa.
Pored staklenih vlakana, postoje i izvještaji o proizvodima koji koriste Carbon Fiber Composite TPU, poput Kompozitne kovestorske ploče Maezio karbonska vlakna / TPU, koja ima elastični modul do 100GPA i niže gustoće od metala.
3. Retardanta bez halogena plamena TPU
TPU ima visoku čvrstoću, visoku žilavost, odličnu otpornost na habanje i druga svojstva, čineći ga vrlo pogodnim materijalom za platforme za žice i kablove. Ali u poljima za primjenu kao što su stanice za punjenje potrebna je veća usporavanje plamena. Općenito postoje dva načina za poboljšanje performansi retardanta plamena TPU-a. Jedno je reaktivno modifikacija retardanta plamena, što uključuje uvođenje materijala za usporavanje plamena poput poliola ili izocijanata koji sadrže fosfor, dušik i druge elemente u sintezu TPU-a putem hemijskog lijepljenja; Drugi je izmjena aditivnih plamena, koja uključuje korištenje TPU-a kao podloge i dodavanje retardanta plamena za miješanje topljenja.
Reaktivna modifikacija može promijeniti strukturu TPU-a, ali kada je količina aditivnog retardanog plamena velika, jačina TPU opada, performanse obrade se pogoršaju i dodaju malu količinu ne može postići potrebnu razinu retardanta plamena. Trenutno ne postoji komercijalno dostupni proizvod za usporavanje visokog plamena koji može uistinu ispuniti primjenu stanica za punjenje.
Bivši Bayer MaterialScience (sada Kostron) jednom je uveo organski fosfor koji sadrži poliol (IHPO) zasnovan na fosfijskom oksidu u patenti. Polieter TPU sintetiziran iz IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, i BDO izlaže izvrsnu retardantu i mehanička svojstva. Proces ekstruzije je gladak, a površina proizvoda je glatka.
Dodavanje retardanta plamena bez halogena trenutno je najčešće korištena tehnička ruta za pripremu retardanta plamena bez halogena TPU. Općenito, zasnovan na fosforu, zasnovani na masilonu, silicijum, borone, plamene borone su složeni ili metalni hidroksidi koriste se kao retardanti plamena. Zbog svojstvene zapaljivosti TPU-a, plamen retardanskim količinom punjenja više od 30% često je potreban za formiranje stabilnog lažnog retarnog sloja tokom izgaranja. Međutim, kada je iznos dodavanja plamena je velik, neravnomjerno se raspada u podlogu TPU-a, a mehanička svojstva usporavanja plamena TPU-a nisu idealna, što također ograničava njegovu primjenu i promociju u poljima, filmovima i kablovama.
BASF-ov patent predstavlja tehnologiju retardante plamena, koja spaja melamin polifosfat i fosfor koji sadrže derivat fosfinske kiseline kao retardante plamena s TPU-om s prosječnom molekularne težine veće od 150kda. Otkriveno je da je performanse usporavanja plamena značajno poboljšano tokom postizanja velike zatezne čvrstoće.
Da bi se dodatno poboljšalo zatezna čvrstoća materijala, BASF-ov patent predstavlja metodu za pripremu sredstva za agent u križanju koji sadrži izocijane. Dodavanje 2% ove vrste Masterbatch-a na sastav koji zadovoljava zahtjeve za usporavanje uL94V-0 mogu povećati vlačnu čvrstoću materijala od 35MPA do 40MPA uz održavanje performansi V-0 plamena.
Da bi se poboljšao otpornost na toplotnu starenje TPU-a retardanta plamena, patent odLINGHUA NOVI MATERIJALI KompanijaTakođe predstavlja metodu korištenja metalnih hidroksida na površini kao retardante plamena. Da bi se poboljšala otpornost hidrolize TPU-a za usporavanje plamena,LINGHUA NOVI MATERIJALI KompanijaUveden metalni karbonat na temelju dodavanja usporavanja melamine plamena u drugoj patentnoj aplikaciji.
4. TPU za film za zaštitu od automobilske boje
Zaštita od automobilskog boja zaštitni je film koji izolira površinu boje iz zraka nakon instalacije, sprječava kisela kiša, oksidaciju, ogrebotine i pruža dugotrajnu zaštitu za površinu boje. Njegova glavna funkcija je zaštita površine boje automobila nakon ugradnje. Film za zaštitu boje obično se sastoji od tri sloja, sa samoizgled premazom na površini, polimernim filmom u sredini i akrilsko lepljenje osjetljivo na pritisak na donjem sloju. TPU je jedan od glavnih materijala za pripremu srednjih polimernih filmova.
Zahtjevi za performanse za TPU koji se koriste u zaštiti boja su sljedeći: Visoka prozirnost (prenošenje svjetla> 95%), fleksibilnost niske temperature, visokotemperaturna otpornost> 50MPA, izduživost> 400%, a nakloni se raspon tvrdoće od 87-93; Najvažnije performanse je otpornost na vremenske prilike, što uključuje otpornost na starenje UV-a, termičko oksidativno degradacija i hidrolizu.
Trenutno zreli proizvodi su alifatski TPU pripremljeni od Dicyclohexyl Diisocinate (H12MDI) i polikaportona dila kao sirovina. Obični aromatični TPU vidljivo postaje žuti nakon jednog dana zračenja UV zračenje, dok je alifatski TPU korišten za foliju automobila može održati svoj žuti koeficijent bez značajnih promjena pod istim uvjetima.
Poly (Ε - kaprotactone) TPU ima uravnoteženije performanse u odnosu na polieter i poliester TPU. S jedne strane, može pokazati odličnu otpornost na suze običnog poliestera TPU-a, dok je s druge strane, također pokazuje izvanrednu nisku kompresiju trajnu deformaciju i visoke oporavku polieter TPU-a, čime se na tržištu široko koristi.
Zbog različitih zahtjeva za ekonomičnost proizvoda nakon segmentacije tržišta, uz poboljšanje tehnologije površinske obloge i sposobnosti za podešavanje ljepljive formule, postoji i prilika za polieter ili običan poliester H12MDI aliphatic TPU u budućnosti.
5. Biobased TPU
Uobičajena metoda za pripremu TPU-a zasnovane na biolijeme je uvođenje biomerija ili intermedijara za vrijeme polimerizacije, kao što su i izocijani zasnovani na biosiju (kao što su MDI, PDI), biobizirani i itd. Među njima, biobizirani izocijani relativno su relativno rijetki na tržištu, dok su biobizirani polioli češći.
U pogledu biocijanata zasnovanih na biolijepim, već 2000. godine, BASF, Covestro, a drugi uložili su mnogo napora u istraživanju PDI, a prva serija PDI proizvoda izvedena je na tržište u 2015-2016. Wanhua Chemical je razvio 100% bio temeljenih TPU proizvoda koristeći PDI sa baziranim biotekom napravljenim od kukuruznog šlacver.
U pogledu bioloza zasnovanih na bioteženim politetrafluoroetilenom (PTMEG), bio osnovan 1,4-Butanediol (BDO), bio osnovan 1,3-propanediol (PDO), polioli poliesterskog biolearije, biolijeveni polioli, itd.
Trenutno je više proizvođača TPU lansiralo TPU baterije bio, čiji je učinak uporediv sa tradicionalnom petrohemijskom TPU-u. Glavna razlika između tih TPU-a zasnovanih na bioložima nalazi se na nivou bioteženog sadržaja, uglavnom od 30% do 40%, a neki čak i postignući viši nivo. U usporedbi s tradicionalnim petrohemijskim TPU-om, BIO-ov TPU ima prednosti kao što su smanjenje emisije ugljika, održivo regeneracija sirovina, zelene proizvodnje i očuvanje resursa. BASF, kovestor, Lubrizol, Wanhua Hemijski iLinghua Novi materijaliPokrenuli su svoje brendove TPU-a za biosione TPU, a smanjenje ugljika i održivost su takođe ključni pravci za razvoj TPU-a u budućnosti.
Vrijeme po {a 09-2024