Wat ass en thermoplastesche Polyurethanelastomer?

Wat ass en thermoplastesche Polyurethanelastomer?

Polyurethanelastomer ass eng Vielfalt vu Polyurethan-synthetesche Materialien (aner Varietéiten bezéie sech op Polyurethan-Schaum, Polyurethan-Klebstoff, Polyurethan-Beschichtung a Polyurethanfaser), an thermoplastesche Polyurethanelastomer ass eng vun den dräi Zorte vu Polyurethanelastomer. D'Leit nennen et dacks TPU (déi aner zwou Haaptzorten vu Polyurethanelastomere si gegoss Polyurethanelastomere, ofgekierzt als CPU, a gemëschte Polyurethanelastomere, ofgekierzt als MPU).

TPU ass eng Zort Polyurethan-Elastomer, deen duerch Erhëtzen plastifizéiert a mat engem Léisungsmëttel opgeléist ka ginn. Am Verglach mat CPU an MPU huet TPU wéineg oder guer keng chemesch Vernetzung a senger chemescher Struktur. Seng Molekularkette ass grondsätzlech linear, awer et gëtt e gewësse Grad u physikalescher Vernetzung. Dëst ass den thermoplastesche Polyurethan-Elastomer, deen eng ganz charakteristesch Struktur huet.

Struktur a Klassifikatioun vun TPU

En thermoplastesche Polyurethanelastomer ass e (AB) Blocklinearpolymer. A stellt e Polymerpolyol (Ester oder Polyether, Molekulargewiicht vun 1000~6000) mat héijem Molekulargewiicht duer, deen als laangketteg bezeechent gëtt; B stellt en Diol mat 2-12 geraden Kuelestoffatome duer, deen als kuerzketteg bezeechent gëtt.

An der Struktur vum thermoplastesche Polyurethan-Elastomer gëtt de Segment A als mëllt Segment bezeechent, wat d'Charakteristike vu Flexibilitéit a Weichheet huet, wouduerch den TPU sech ausdehnbar mécht; d'Urethankette, déi duerch d'Reaktioun tëscht dem B-Segment an dem Isocyanat entsteet, gëtt als haart Segment bezeechent, wat souwuel steif wéi och haart Eegeschafte huet. Duerch d'Upassung vum Verhältnes vun den A- a B-Segmenter ginn TPU-Produkter mat verschiddene physikaleschen a mechaneschen Eegeschafte hiergestallt.

No der Struktur vun de mëllen Segmenter kann et an de Polyester-, Polyether- a Butadien-Typ opgedeelt ginn, déi jeeweileg eng Estergrupp, eng Ethergrupp oder eng Butengrupp enthalen. No der Struktur vun den haarden Segmenter kann et an den Urethan- an den Urethan-Harnstoff-Typ opgedeelt ginn, déi jeeweileg aus Ethylenglykol-Kettenverlängerer oder Diamin-Kettenverlängerer gewonnen ginn. Déi üblech Klassifikatioun ass a Polyester- a Polyether-Typ opgedeelt.

Wat sinn d'Rohmaterialien fir d'TPU-Synthese?

(1) Polymerdiol

Makromolekulares Diol mat engem Molekulargewiicht tëscht 500 an 4000 a bifunktionelle Gruppen, mat engem Gehalt vun 50% bis 80% am TPU-Elastomer, spillt eng entscheedend Roll an de physikaleschen a chemeschen Eegeschafte vun TPU.

De Polymer Diol, deen fir TPU-Elastomer gëeegent ass, kann a Polyester a Polyether opgedeelt ginn: Polyester enthält Polytetramethylenadipinsäureglycol (PBA) ε PCL, PHC; Polyether enthalen Polyoxypropylenetherglycol (PPG), Tetrahydrofuranpolyetherglycol (PTMG), etc.

(2) Diisocyanat

D'Molekulargewiicht ass kleng, awer d'Funktioun ass aussergewéinlech, déi net nëmmen d'Roll spillt fir de mëllen an den haarden Segment ze verbannen, mä dem TPU och verschidde gutt physikalesch a mechanesch Eegeschafte gëtt. Déi Diisocyanaten, déi fir den TPU uwendbar sinn, sinn: Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), Methylenbis(-4-cyclohexylisocyanat) (HMDI), p-Phenyldiisocyanat (PPDI), 1,5-Naphthalendiisocyanat (NDI), p-Phenyldimethyldiisocyanat (PXDI), etc.

(3) Kettenverlängerung

De Kettenverlängerer mat engem Molekulargewiicht vun 100~350, deen zum klengmolekularen Diol gehéiert, e klengt Molekulargewiicht, eng oppe Kettenstruktur a keng Substituentgrupp, ass förderlech fir eng héich Häert an en héicht Skalargewiicht vun TPU ze kréien. Zu de Kettenverlängerer, déi fir TPU gëeegent sinn, gehéieren 1,4-Butandiol (BDO), 1,4-Bis(2-Hydroxyethoxy)benzol (HQEE), 1,4-Cyclohexandimethanol (CHDM), p-Phenyldimethylglycol (PXG), etc.

Modifikatiounsapplikatioun vun TPU als Härtungsmëttel

Fir d'Produktkäschten ze reduzéieren an zousätzlech Leeschtung ze kréien, kënnen Polyurethan-thermoplastesch Elastomere als üblech Härtungsmëttel benotzt ginn, fir verschidden thermoplastesch a modifizéiert Gummimaterialien ze härten.

Wéinst senger héijer Polaritéit kann Polyurethan kompatibel sinn mat polare Harzer oder Gummi, wéi zum Beispill chloréiertem Polyethylen (CPE), déi fir d'Hierstellung vu medizinesche Produkter benotzt kënne ginn; D'Mëschung mat ABS kann techneschen Thermoplasten ersetzen; Wann et a Kombinatioun mat Polycarbonat (PC) benotzt gëtt, huet et Eegeschafte wéi Uelegbeständegkeet, Brennstoffbeständegkeet a Schlagfestegkeet, a kann fir d'Hierstellung vun Autoskarosserie benotzt ginn; Wann et mat Polyester kombinéiert gëtt, kann seng Zähheet verbessert ginn; Zousätzlech kann et gutt kompatibel sinn mat PVC, Polyoxymethylen oder PVDC; Polyester-Polyurethan kann gutt kompatibel sinn mat 15% Nitril-Gummi oder 40% Nitril-Gummi/PVC-Mëschung; Polyether-Polyurethan kann och gutt kompatibel sinn mat 40% Nitril-Gummi/Polyvinylchlorid-Mëschungsklebstoff; Et kann och ko-kompatibel sinn mat Acrylnitril-Styrol (SAN)-Copolymeren; Et kann interpenetréierend Netzwierkstrukturen (IPN) mat reaktive Polysiloxanen bilden. Déi grouss Majoritéit vun den uewe genannten Gemëschklebstoffer goufe scho offiziell produzéiert.

An de leschte Jore gouf a China ëmmer méi Fuerschung iwwer d'Häertung vu POM duerch TPU gemaach. D'Mëschung aus TPU a POM verbessert net nëmmen d'Héichtemperaturbeständegkeet an d'mechanesch Eegeschafte vum TPU, mee mécht de POM och däitlech méi haart. E puer Fuerscher hunn gewisen, datt a Zuchbrochtester, am Verglach mat der POM-Matrix, d'POM-Legierung mat TPU vu spréchegem Broch op duktil Broch iwwergaangen ass. D'Zousätzlech vun TPU gëtt dem POM och eng Formgedächtnisleistung. Déi kristallin Regioun vum POM déngt als fix Phas vun der Formgedächtnislegierung, während déi amorph Regioun vum amorphen TPU a POM als reversibel Phas déngt. Wann d'Erhuelungstemperatur 165 ℃ an d'Erhuelungszäit 120 Sekonnen ass, erreecht d'Erhuelungsquote vun der Legierung iwwer 95%, an den Erhuelungseffekt ass am beschten.

TPU ass schwéier kompatibel mat netpolare Polymermaterialien wéi Polyethylen, Polypropylen, Ethylenpropylen-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Isopren-Kautschuk oder Offallkautschukpulver ze sinn, a kann net benotzt ginn fir Kompositmaterialien mat gudder Leeschtung ze produzéieren. Dofir ginn Uewerflächenbehandlungsmethoden wéi Plasma, Corona, Naasschemie, Primer, Flam oder Reaktiounsgas dacks fir déi Lescht benotzt. Zum Beispill huet d'American Air Products and Chemicals Company eng F2/O2 Aktivgasoberflächenbehandlung op ultra-héichmolekularem Polyethylen-Feinpulver mat engem Molekulargewiicht vun 3-5 Milliounen duerchgefouert, an et an engem Verhältnes vun 10% zu Polyurethan-Elastomer bäigefüügt, wat säi Biegemodul, seng Zuchfestigkeit a seng Verschleißbeständegkeet däitlech verbessere kann. An d'F2/O2 Aktivgasoberflächenbehandlung kann och op déi geriicht verlängert kuerz Faseren mat enger Längt vu 6-35 mm ugewannt ginn, wat d'Steifheet an d'Reissfestigkeit vum Kompositmaterial verbessere kann.

Wat sinn d'Applikatiounsberäicher vun TPU?

1958 huet d'Goodrich Chemical Company (haut ëmbenannt a Lubrizol) fir d'éischt Kéier d'TPU-Mark Estane registréiert. An de leschte 40 Joer gouf et weltwäit méi wéi 20 Markennimm, an all Mark huet verschidde Produktserien. Am Moment sinn déi wichtegst TPU-Rohmaterialhersteller weltwäit: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, etc.

Als exzellenten Elastomer huet TPU eng breet Palette vun Downstream-Produkter, déi wäit verbreet an deegleche Bedierfnesser, Sportartikelen, Spillsaachen, Dekoratiounsmaterialien an anere Beräicher benotzt ginn. Hei sinn e puer Beispiller.

① Schongmaterialien

TPU gëtt haaptsächlech fir Schongmaterialien benotzt wéinst senger exzellenter Elastizitéit a Verschleißbeständegkeet. Schongprodukter mat TPU si vill méi bequem ze droen wéi normal Schongprodukter, dofir gi se méi wäit verbreet an High-End-Schongprodukter benotzt, besonnesch a verschiddene Sportschong a Casual Schong.

② Schläich

Wéinst hirer Weichheet, gudder Zuchfestigkeit, Schlagfestigkeit a Widderstandsfäegkeet géint héich an niddreg Temperaturen, ginn TPU-Schläich a China wäit verbreet als Gas- a Uelegschläich fir mechanesch Ausrüstung wéi Fligeren, Panzer, Autoen, Motorrieder a Maschinnewierksgeschir benotzt.

③ Kabel

TPU bitt Tréinefestigkeit, Verschleißfestigkeit a Biegeeigenschaften, woubäi héich- an niddreg Temperaturbeständegkeet de Schlëssel fir d'Kabelleistung ass. Dofir benotzen um chinesesche Maart fortgeschratt Kabelen wéi Kontrollkabelen a Stroumkabelen TPU fir d'Beschichtungsmaterialien vu komplexe Kabeldesignen ze schützen, an hir Uwendungen ginn ëmmer méi verbreet.

④ Medizinesch Geräter

TPU ass e séchert, stabilt an héichwäertegt PVC-Ersatzmaterial, dat keng Phthalat an aner chemesch schiedlech Substanzen enthält a sech an d'Blutt oder aner Flëssegkeeten am medizinesche Katheter oder der medizinescher Täsch beweegt a Niewewierkungen verursaacht. Ausserdeem kann déi speziell entwéckelt Extrusiouns- an Injektiounsqualitéit vun TPU mat e bëssen Debugging einfach an der existéierender PVC-Ausrüstung benotzt ginn.

⑤ Gefierer an aner Transportmëttel

Duerch d'Extrudéierung an d'Beschichtung vu béide Säite vum Nylonstoff mat engem Polyurethan-Thermoplast-Elastomer kënnen opblosbar Kampf-Ugrëffsflotte a Reconnaissance-Flotte mat enger Kapazitéit vun 3-15 Leit hiergestallt ginn, mat vill besserer Leeschtung wéi opblosbar Flotte aus vulkaniséiertem Gummi; Polyurethan-Thermoplast-Elastomer, verstäerkt mat Glasfaser, kann benotzt ginn, fir Karosseriekomponenten ze produzéieren, wéi zum Beispill gegoss Deeler op béide Säite vum Auto selwer, Dierbedeckungen, Stossfänger, Reibungsschutzstreifen a Griller.