V roce 1958 společnost Goodrich Chemical Company (nyní přejmenovaná na Lubrizol) poprvé zaregistrovala značku TPU Estane. Během uplynulých 40 let se po celém světě objevilo více než 20 značek a každá značka má několik produktových řad. V současné době mezi výrobce surovin pro TPU patří zejména společnosti BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical atd.
1. Kategorie TPU
Podle struktury měkkých segmentů se dělí na polyesterový typ, polyetherový typ a butadienový typ, které obsahují esterovou skupinu, etherovou skupinu nebo butenovou skupinu.
Podle struktury tvrdých segmentů se dělí na uretanový typ a uretan-močovinový typ, které se získávají z ethylenglykolových nebo diaminových prodlužovačů řetězce. Běžná klasifikace se dělí na polyesterový typ a polyetherový typ.
Podle přítomnosti nebo nepřítomnosti zesítění se dělí na čistý termoplast a polotermoplast.
První z nich má čistě lineární strukturu a žádné zesíťované vazby; Druhý obsahuje malé množství zesíťovaných vazeb, jako je ester kyseliny alofanové.
Podle použití hotových výrobků je lze rozdělit na profilované díly (různé strojní prvky), trubky (pláště, tyčové profily), fólie (plechy, tenké desky), lepidla, povlaky, vlákna atd.
2. Syntéza TPU
TPU patří co do molekulární struktury k polyuretanu. Jak tedy došlo k jeho agregaci?
Podle různých syntetických procesů se dělí hlavně na polymeraci v objemu a polymeraci v roztoku.
V hromadné polymeraci lze také rozdělit metodu předpolymerace a jednostupňovou metodu na základě přítomnosti nebo nepřítomnosti předreakce:
Metoda předpolymerace zahrnuje reakci diisokyanátu s makromolekulárními dioly po určitou dobu před přidáním prodloužení řetězce za vzniku TPU;
Jednokroková metoda zahrnuje současné míchání a reakci makromolekulárních diolů, diisokyanátů a prodlužovačů řetězce za vzniku TPU.
Roztoková polymerace zahrnuje nejprve rozpuštění diisokyanátu v rozpouštědle, poté přidání makromolekulárních diolů k reakci po určitou dobu a nakonec přidání prodlužovačů řetězce za vzniku TPU.
Typ měkkého segmentu TPU, molekulová hmotnost, obsah tvrdého nebo měkkého segmentu a agregační stav TPU mohou ovlivnit hustotu TPU, s hustotou přibližně 1,10-1,25 a ve srovnání s jinými kaučuky a plasty není žádný významný rozdíl.
Při stejné tvrdosti je hustota polyetherového TPU nižší než hustota polyesterového TPU.
3. Zpracování TPU
Částice TPU vyžadují pro vytvoření konečného produktu různé procesy, zejména metody tavení a rozpouštění pro zpracování TPU.
Tavení je v plastikářském průmyslu běžně používaný proces, jako je míchání, válcování, vytlačování, vyfukování a lisování;
Zpracování roztokem je proces přípravy roztoku rozpuštěním částic v rozpouštědle nebo jejich přímou polymerací v rozpouštědle a následným potahováním, zvlákňováním atd.
Konečný produkt vyrobený z TPU obecně nevyžaduje vulkanizační síťovací reakci, což může zkrátit výrobní cyklus a recyklovat odpadní materiály.
4. Výkon TPU
TPU má vysoký modul pružnosti, vysokou pevnost, vysokou tažnost a elasticitu, vynikající odolnost proti opotřebení, odolnost vůči olejům, odolnost vůči nízkým teplotám a odolnost proti stárnutí.
Vysoká pevnost v tahu, vysoké prodloužení a nízká míra dlouhodobé trvalé deformace v kompresi jsou významnými výhodami TPU.
XiaoU se bude zabývat především mechanickými vlastnostmi TPU z hlediska pevnosti v tahu a prodloužení, pružnosti, tvrdosti atd.
Vysoká pevnost v tahu a vysoká tažnost
TPU má vynikající pevnost v tahu a prodloužení. Z údajů na obrázku níže vidíme, že pevnost v tahu a prodloužení polyéterového TPU jsou mnohem lepší než u polyvinylchloridového plastu a pryže.
Kromě toho může TPU splňovat požadavky potravinářského průmyslu s malým nebo žádným přidáním přísad během zpracování, což je u jiných materiálů, jako je PVC a guma, obtížné dosáhnout.
Odolnost je velmi citlivá na teplotu
Odolnost TPU se vztahuje k míře, do jaké se rychle vrátí do původního stavu po uvolnění deformačního napětí, vyjádřené jako energie zotavení, což je poměr deformační retrakční práce k práci potřebné k vyvolání deformace. Je funkcí dynamického modulu a vnitřního tření pružného tělesa a je velmi citlivá na teplotu.
Odraz se s klesající teplotou snižuje až do určité teploty a elasticita se opět rychle zvyšuje. Tato teplota je krystalizační teplotou měkkého segmentu, která je určena strukturou makromolekulárního diolu. TPU polyetherového typu je nižší než TPU polyesterového typu. Při teplotách pod krystalizační teplotou se elastomer stává velmi tvrdým a ztrácí svou elasticitu. Pružnost je proto podobná odrazu od povrchu tvrdého kovu.
Rozsah tvrdosti je Shore A60-D80
Tvrdost je ukazatelem schopnosti materiálu odolávat deformaci, vrypům a poškrábání.
Tvrdost TPU se obvykle měří pomocí tvrdoměrů Shore A a Shore D, přičemž Shore A se používá pro měkčí TPU a Shore D pro tvrdší TPU.
Tvrdost TPU lze upravit úpravou poměru měkkých a tvrdých segmentů řetězce. TPU má proto relativně široký rozsah tvrdosti, od Shore A60 do D80, zahrnující tvrdost gumy a plastu, a vysokou elasticitu v celém rozsahu tvrdosti.
Se změnou tvrdosti se mohou měnit i některé vlastnosti TPU. Například zvýšení tvrdosti TPU povede ke změnám ve vlastnostech, jako je zvýšení modulu pružnosti v tahu a pevnosti v tahu, zvýšení tuhosti a tlakového napětí (únosnosti), snížení prodloužení, zvýšení hustoty a dynamického vývoje tepla a zvýšení odolnosti vůči vlivům prostředí.
5. Použití TPU
Jako vynikající elastomer má TPU širokou škálu následných produktových směrů a je široce používán v každodenních potřebách, sportovním zboží, hračkách, dekorativních materiálech a dalších oblastech.
Materiály na boty
TPU se používá hlavně na výrobu obuvi díky své vynikající elasticitě a odolnosti proti opotřebení. Obuvní výrobky obsahující TPU jsou mnohem pohodlnější na nošení než běžná obuv, proto se častěji používají v luxusní obuvi, zejména v některých sportovních a běžeckých botách.
hadice
Díky své měkkosti, dobré pevnosti v tahu, rázové houževnatosti a odolnosti vůči vysokým i nízkým teplotám se hadice TPU v Číně široce používají jako plynové a olejové hadice pro mechanická zařízení, jako jsou letadla, tanky, automobily, motocykly a obráběcí stroje.
kabel
TPU poskytuje odolnost proti roztržení, opotřebení a ohybu, přičemž klíčem k výkonu kabelu je odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám. Na čínském trhu se proto u pokročilých kabelů, jako jsou ovládací a silové kabely, používá TPU k ochraně povrchových materiálů složitých kabelových konstrukcí a jejich aplikace se stále více rozšiřují.
Lékařské přístroje
TPU je bezpečný, stabilní a vysoce kvalitní náhradní materiál PVC, který neobsahuje ftaláty ani jiné chemické škodlivé látky a migruje do krve nebo jiných tekutin v lékařském katétru nebo lékařském sáčku, což může způsobit nežádoucí účinky. Jedná se také o speciálně vyvinutý TPU určený pro extruzi a vstřikování.
film
TPU fólie je tenká vrstva vyrobená z granulovaného materiálu TPU speciálními procesy, jako je válcování, odlévání, foukání a potahování. Díky své vysoké pevnosti, odolnosti proti opotřebení, dobré elasticitě a odolnosti vůči povětrnostním vlivům se TPU fólie široce používají v průmyslu, v obuvnickém průmyslu, oděvním průmyslu, automobilovém průmyslu, chemickém průmyslu, elektronice, lékařství a dalších oblastech.
Čas zveřejnění: 5. února 2020