TPU ass en thermoplasteschen Polyurethan-Elastomer, e Multiphase-Blockcopolymer, deen aus Diisocyanaten, Polyolen a Kettenverlängerer besteet. Als Héichleistungselastomer huet TPU eng breet Palette vun Downstream-Produktrichtungen a gëtt wäit verbreet an deeglechen Noutwendegkeeten, Sportausrüstung, Spillsaachen, Dekoratiounsmaterialien an aner Beräicher wéi Schongmaterialien, Schläich, Kabelen, medizinesch Geräter etc. benotzt.
Am Moment sinn déi wichtegst Hiersteller vun TPU-Rohmaterialien BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Nei Materialien, a sou weider. Mat der Layout an der Kapazitéitserweiderung vun den inlännesche Betriber ass d'TPU-Industrie de Moment héich kompetitiv. Am Beräich vun den High-End-Applikatiounen ass se awer ëmmer nach op Importen ugewisen, wat och e Beräich ass, an deem China Duerchbréch muss erreechen. Loosst eis iwwer d'Zukunftsaussichten um Maart vun TPU-Produkter schwätzen.
1. Superkritescht schäumend E-TPU
Am Joer 2012 hunn Adidas a BASF zesummen d'Lafsschongmark EnergyBoost entwéckelt, déi geschäumt TPU (Handelsnumm Infinergy) als Mëttelsohlmaterial benotzt. Duerch d'Benotzung vu Polyether TPU mat enger Shore A Häert vun 80-85 als Substrat kënnen, am Verglach mat EVA-Mëttelsohlen, geschäumt TPU-Mëttelsohlen, och an Ëmfeldtemperaturen ënner 0 ℃ eng gutt Elastizitéit a Weichheet behalen, wat de Tragekomfort verbessert a wäit um Maart unerkannt ass.
2. Faserverstäerkt modifizéiert TPU-Kompositmaterial
TPU huet eng gutt Schlagfestigkeit, awer a verschiddenen Uwendungen sinn en héije Elastizitéitsmodul a ganz haart Materialien erfuerderlech. D'Modifikatioun vun der Glasfaserverstäerkung ass eng heefeg benotzt Technik fir den Elastizitéitsmodul vu Materialien ze erhéijen. Duerch d'Modifikatioun kënnen thermoplastesch Kompositmaterialien mat ville Virdeeler wéi héije Elastizitéitsmodul, gutt Isolatioun, staark Hëtztbeständegkeet, gutt elastesch Erhuelungsleistung, gutt Korrosiounsbeständegkeet, Schlagfestigkeit, niddregen Ausdehnungskoeffizient a dimensional Stabilitéit erreecht ginn.
BASF huet an hirem Patent eng Technologie fir d'Virbereedung vun TPU mat héijem Modul aus Glasfaserverstäerkt mat Hëllef vu kuerze Glasfaseren agefouert. En TPU mat enger Shore D-Häert vun 83 gouf synthetiséiert andeems Polytetrafluoroethylenglykol (PTMEG, Mn=1000), MDI an 1,4-Butandiol (BDO) mat 1,3-Propandiol als Rohmaterial gemëscht goufen. Dësen TPU gouf mat Glasfaseren an engem Masseverhältnis vun 52:48 kombinéiert fir e Kompositmaterial mat engem Elastizitéitsmodul vun 18,3 GPa an enger Zuchfestigkeit vun 244 MPa ze kréien.
Nieft Glasfaser gëtt et och Rapporte vu Produkter, déi Kuelefaser-Komposit-TPU benotzen, wéi zum Beispill d'Maezio Kuelefaser/TPU-Kompositplack vu Covestro, déi en Elastizitéitsmodul vu bis zu 100 GPa an eng méi niddreg Dicht wéi Metaller huet.
3. Halogenfräi flammhemmend TPU
TPU huet eng héich Festigkeit, eng héich Zähegkeet, eng exzellent Verschleißbeständegkeet an aner Eegeschaften, wat et zu engem ganz gëeegente Mantelmaterial fir Drot a Kabel mécht. Awer a Beräicher wéi Ladestationen ass eng méi héich Flammhemmendkeet erfuerderlech. Et gëtt allgemeng zwou Méiglechkeeten, fir d'Flammhemmend Leeschtung vun TPU ze verbesseren. Eng ass eng reaktiv Flammhemmend Modifikatioun, déi d'Aféierung vu Flammhemmend Materialien wéi Polyole oder Isocyanate mat Phosphor, Stéckstoff an aner Elementer an d'Synthese vun TPU duerch chemesch Bindung enthält; Déi zweet ass eng additiv Flammhemmend Modifikatioun, déi d'Benotzung vun TPU als Substrat an d'Zousätz vu Flammhemmendmëttel fir d'Schmelzmëschung enthält.
Reaktiv Modifikatioun kann d'Struktur vun TPU änneren, awer wann d'Quantitéit vum zousätzleche Flammhemmendmëttel grouss ass, hëlt d'Stäerkt vum TPU of, d'Veraarbechtungsleistung verschlechtert sech, an d'Zousätzlech vun enger klenger Quantitéit kann net den erfuerderlechen Niveau vun Flammhemmendmëttel erreechen. De Moment gëtt et kee kommerziell verfügbart Produkt mat héijem Flammhemmendmëttel, dat wierklech den Uwendungsberäicher vun Opluedstatiounen entsprécht.
Déi fréier Firma Bayer MaterialScience (haut Kostron) huet eemol an engem Patent en organescht Phosphorhaltegt Polyol (IHPO) op Basis vu Phosphinoxid agefouert. Den Polyether TPU, deen aus IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI a BDO synthetiséiert gëtt, weist exzellent Flammhemmend a mechanesch Eegeschaften op. Den Extrusiounsprozess ass glat an d'Uewerfläch vum Produkt ass glat.
D'Zousätzlech vun halogenfräie Flammhemmendmëttel ass de Moment déi am meeschte verbreet technesch Method fir halogenfräi Flammhemmend TPU ze preparéieren. Am Allgemengen ginn Flammhemmendmëttel op Phosphorbasis, Stickstoffbasis, Siliziumbasis a Borbasis als Flammhemmendmëttel zesummegesat oder Metallhydroxide ginn als Flammhemmendmëttel benotzt. Wéinst der inherenter Entzündlechkeet vun TPU ass dacks eng Flammhemmend-Fëllungsquantitéit vu méi wéi 30% noutwendeg, fir eng stabil Flammhemmend-Schicht während der Verbrennung ze bilden. Wann d'Quantitéit vum bäigefüügte Flammhemmendmëttel awer grouss ass, verdeelt sech de Flammhemmendmëttel ongläichméisseg am TPU-Substrat, an déi mechanesch Eegeschafte vum Flammhemmend TPU sinn net ideal, wat och seng Uwendung a Promotioun a Beräicher wéi Schläich, Folien a Kabelen limitéiert.
De Patent vu BASF stellt eng flammhemmend TPU-Technologie vir, déi Melaminpolyphosphat an en phosphorhaltegt Derivat vu Phosphinsäure als Flammhemmend Mëttel mat TPU mat engem duerchschnëttleche Molekulargewiicht vu méi wéi 150 kDa vermëscht. Et gouf festgestallt, datt d'flammhemmend Leeschtung däitlech verbessert gouf, wärend eng héich Zuchfestigkeit erreecht gouf.
Fir d'Zuchfestigkeit vum Material weider ze verbesseren, stellt de BASF-Patent eng Method fir d'Virbereedung vun engem Vernetzungsmëttel-Masterbatch mat Isocyanate vir. Wann 2% vun dëser Zort Masterbatch zu enger Zesummesetzung bäigefüügt ginn, déi d'UL94V-0 Flammhemmend Ufuerderungen erfëllt, kann d'Zuchfestigkeit vum Material vun 35 MPa op 40 MPa erhéicht ginn, wärend d'V-0 Flammhemmend Leeschtung bäibehale gëtt.
Fir d'Hëtztalterungsbeständegkeet vum flammhemmenden TPU ze verbesseren, gouf de Patent vunLinghua Nei Materialfirmastellt och eng Method vir fir Uewerflächenbeschichtete Metallhydroxide als Flammhemmend Mëttel ze benotzen. Fir d'Hydrolysebeständegkeet vum flammhemmenden TPU ze verbesseren,Linghua Nei Materialfirmahuet Metallkarbonat op Basis vun der Zousaz vu Melamin-Flammhemmendmëttel an enger anerer Patentumeldung agefouert.
4. TPU fir Schutzfolie fir Autolack
Autolackschutzfolie ass eng Schutzfolie, déi d'Lackuewerfläch no der Installatioun vun der Loft isoléiert, sauerem Reen, Oxidatioun a Kratzer verhënnert a laang dauerhafte Schutz fir d'Lackuewerfläch bitt. Seng Haaptfunktioun ass d'Autolackuewerfläch no der Installatioun ze schützen. D'Lackschutzfolie besteet normalerweis aus dräi Schichten, mat enger selbstheilender Beschichtung op der Uewerfläch, engem Polymerfilm an der Mëtt an engem Acryl-Drockempfindlechen Klebstoff op der ënneschter Schicht. TPU ass ee vun den Haaptmaterialien fir d'Virbereedung vun Zwëschenpolymerfilmer.
D'Leeschtungsufuerderunge fir TPU, deen a Lackschutzfolie benotzt gëtt, sinn wéi follegt: Kratzerbeständegkeet, héich Transparenz (Liichttransmissioun> 95%), Flexibilitéit bei niddregen Temperaturen, Héichtemperaturbeständegkeet, Zugfestigkeit> 50 MPa, Dehnung> 400%, an e Shore A-Härteberäich vun 87-93; Déi wichtegst Leeschtung ass d'Wiederbeständegkeet, déi d'Resistenz géint UV-Alterung, thermesch oxidativ Degradatioun an Hydrolyse ëmfaasst.
Déi aktuell ausgereift Produkter sinn aliphatesch TPU, déi aus Dicyclohexyldiisocyanat (H12MDI) a Polycaprolactondiol als Rohmaterial hiergestallt gëtt. Gewéinlech aromatesch TPU gëtt no engem Dag UV-Bestrahlung siichtbar giel, während aliphatesch TPU, déi fir Autofolie benotzt gëtt, säi Vergilbungskoeffizient ouni wesentlech Ännerungen ënner de selwechte Konditioune behalen kann.
Poly(ε-Caprolacton) TPU huet eng méi ausgeglach Leeschtung am Verglach mat Polyether- a Polyester-TPU. Op der enger Säit kann et déi exzellent Tréinebeständegkeet vun normalem Polyester-TPU opweisen, während et op der anerer Säit och eng aussergewéinlech permanent Deformatioun bei gerénger Kompressioun an eng héich Rebound-Leeschtung vu Polyether-TPU weist, dofir gëtt et wäit verbreet um Maart.
Wéinst den ënnerschiddlechen Ufuerderungen un d'Käschteeffizienz vu Produkter no der Maartsegmentéierung, mat der Verbesserung vun der Uewerflächenbeschichtungstechnologie an der Upassungsfäegkeet vun der Klebstoffformel, besteet och d'Méiglechkeet, datt Polyether oder gewéinleche Polyester H12MDI aliphatesch TPU an Zukunft a Lackschutzfolien ugewannt ginn.
5. Biobaséiert TPU
Déi üblech Method fir d'Virbereedung vun biobaséierten TPU ass et, biobaséiert Monomeren oder Zwëschenprodukter während dem Polymerisatiounsprozess anzeféieren, wéi z. B. biobaséiert Isocyanate (wéi MDI, PDI), biobaséiert Polyole, etc. Dorënner si biobaséiert Isocyanate relativ rar um Maart, während biobaséiert Polyole méi heefeg sinn.
Wat biobaséiert Isocyanate betrëfft, hunn BASF, Covestro an anerer schonn am Joer 2000 vill Effort an d'PDI-Fuerschung investéiert, an déi éischt Charge vu PDI-Produkter gouf 2015-2016 op de Maart bruecht. Wanhua Chemical huet 100% biobaséiert TPU-Produkter entwéckelt, déi biobaséiert PDI aus Maisstrëmp benotzen.
Wat biobaséiert Polyole betrëfft, ëmfaasst dat biobaséiert Polytetrafluorethylen (PTMEG), biobaséiert 1,4-Butandiol (BDO), biobaséiert 1,3-Propandiol (PDO), biobaséiert Polyesterpolyole, biobaséiert Polyetherpolyole, etc.
Aktuell hunn eng Rei TPU-Hiersteller biobaséiert TPU lancéiert, deem seng Leeschtung vergläichbar ass mat traditionellem petrochemesche TPU. Den Haaptunterschied tëscht dësen biobaséierten TPUs läit am Niveau vum biobaséierten Inhalt, deen normalerweis tëscht 30% an 40% läit, woubäi e puer souguer méi héich Niveauen erreechen. Am Verglach mat traditionellem petrochemesche TPU huet biobaséiert TPU Virdeeler wéi d'Reduktioun vu Kuelestoffemissiounen, d'nohalteg Regeneratioun vu Rohmaterialien, d'gréng Produktioun an d'Ressourcenerhaltung. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, an ...Linghua Nei Materialienhunn hir biobaséiert TPU-Marken lancéiert, an d'Kuelestoffreduktioun an d'Nohaltegkeet sinn och Schlësselrichtungen fir d'TPU-Entwécklung an der Zukunft.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 09.08.2024