TPU on polüuretaani termoplastiline elastomeer, mis on mitmefaasiline plokk kopolümeer, mis koosneb diisotsüanaatidest, polüoolidest ja ahela pikendustest. Suure jõudlusega elastomeeril on TPU-l lai valik allavoolu tootele ja seda kasutatakse laialdaselt igapäevastes vajadustes, spordivahendites, mänguasjades, dekoratiivmaterjalides ja muudes põldudes, näiteks kingamaterjalid, voolikud, kaablid, meditsiiniseadmed jne.
Praegu on TPU peamiste toorainetootjate hulka BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua uued materjalidja nii edasi. Kodumaiste ettevõtete paigutuse ja suutlikkuse laienemisega on TPU tööstus praegu väga konkurentsivõimeline. Tippkildi valdkonnas tugineb see endiselt impordile, mis on ka valdkond, milles Hiina peab läbimurde saavutama. Räägime TPU toodete tulevastest turuväljavaadetest.
1. ülekriitiline vahutamine e-tpu
2012. aastal töötasid Adidas ja BASF ühiselt välja jooksva kingabrändi EnergyBoost, mis kasutab vahetalla materjalina vahustatud TPU -d (kaubanimi infinergia). Polüeter TPU kasutamise tõttu kaldaga kalda kõvadus 80-85 kui substraadil, võrreldes EVA vaheaegadega, suudab vahustatud TPU kesktallad säilitada endiselt head elastsust ja pehmust keskkonnas alla 0 ℃, mis parandab mugavust ja on turul laialdaselt tunnustatud.
2. kiudainega tugevdatud modifitseeritud TPU komposiitmaterjal
TPU -l on hea löögikindlus, kuid mõnes rakenduses on vaja kõrget elastset moodulit ja väga kõvasid materjale. Klaaskiudude tugevdamise modifikatsioon on tavaliselt kasutatav tehnika materjalide elastse mooduli suurendamiseks. Modifitseerimise kaudu on termoplastilised komposiitmaterjalid, millel on palju eeliseid, nagu kõrge elastne moodul, hea isolatsioon, tugev soojustakistus, hea elastse taastumise tulemuslikkus, hea korrosioonikindlus, löögikindlus, madal paisumiskoefitsient ja mõõtmete stabiilsus.
BASF on kasutusele võtnud tehnoloogia, et valmistada ette oma patendis klaasist klaaskiududega TPU, kasutades oma patendis. TPU, mille kalda D karadus oli 83, sünteesiti, segades polütetrafluoroetüleenglükooli (PTMEG, MN = 1000), MDI ja 1,4-butanediool (BDO), mille toorainetena oli 1,3-propaandiool. See TPU ühendati klaaskiuga massisuhtega 52:48, et saada komposiitmaterjal, mille elastne moodul oli 18,3 GPa ja tõmbetugevus 244 MPa.
Lisaks klaaskiududele on teateid ka toodete kohta, mis kasutavad süsinikkiust komposiit TPU, näiteks Covestro Maezio süsinikkiu/TPU komposiitplaat, mille elastsusmoodul on kuni 100 GPA ja väiksem tihedus kui metallid.
3. Halogeenivaba leegi aeglustav TPU
TPU -l on kõrge tugevus, kõrge sitkus, suurepärane kulumiskindlus ja muud omadused, muutes selle juhtmete ja kaablite jaoks väga sobivaks kesta materjal. Kuid sellistes rakendusväljades, näiteks laadimisjaamad, on vaja kõrgemat leegi aeglustamist. TPU leegi aeglustava jõudluse parandamiseks on üldiselt kaks võimalust. Üks on reaktiivne leegi aeglustava modifikatsioon, mis hõlmab leegi aeglustavate materjalide, näiteks polüoolide või isotsüanaatide tutvustamist, mis sisaldavad fosforit, lämmastikku ja muid elemente TPU sünteesis keemilise sideme kaudu; Teine on leegiaegluse aditiivne modifikatsioon, mis hõlmab TPU kasutamist substraadina ja sula segamiseks leegi aeglustajate lisamist.
Reaktiivsed modifikatsioonid võivad muuta TPU struktuuri, kuid kui aditiivse leegi aeglustuja kogus on suur, väheneb TPU tugevus, töötlemise jõudlus halveneb ja väikese koguse lisamine ei suuda saavutada vajalikku leegi aeglustavat taset. Praegu puudub kaubanduslikult kättesaadav kõrge leegi aeglustava toode, mis saaks laadimisjaamade rakendamist tõeliselt täita.
Endine Bayer MaterialScience (nüüd Kostron) tutvustas kunagi patendis fosfiinoksiidil põhinevat polüooli (IHPO) sisaldavat orgaanilist fosforit. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI ja BDO polüeter TPU on suurepärased leegi aeglustumise ja mehaanilised omadused. Ekstrusiooniprotsess on sile ja toote pind on sile.
Halogeenivabade leegi aeglustuste lisamine on praegu kõige sagedamini kasutatav tehniline viis halogeenivaba leegi aeglustava TPU ettevalmistamiseks. Üldiselt ühendatakse fosforipõhised lämmastikupõhised, ränipõhised, booripõhised leegi aeglustused või metallist hüdroksiide kasutatakse leegi aeglustumistena. TPU loomupärase tuleohtlikkuse tõttu on põlemise ajal stabiilse leegi aeglustava kihi moodustamiseks sageli vajalik leegiaeglustav täitekogus üle 30%. Kui lisatud leegi aeglustuja on suur, hajub leegi aeglustaja ebaühtlaselt TPU substraadis ning leegi aeglustava TPU mehaanilised omadused ei ole ideaalsed, mis piirab ka selle rakendust ja reklaami väljadel, nagu voolikud, filmid ja kaablid.
BASF-i patent tutvustab leegipeetavat TPU-tehnoloogiat, mis ühendab melamiini polüfosfaadi ja fosfori sisaldava fosfinhappe derivaati leegiaeglustajatena TPU-ga, mille kaal on keskmine molekulmass suurem kui 150 kDa. Leiti, et leegi aeglustava jõudlust paranes märkimisväärselt, saavutades kõrge tõmbetugevuse.
Materjali tõmbetugevuse edasiseks suurendamiseks tutvustab BASF -i patent meetodit ristsiduva agendi MasterBatch, mis sisaldab isotsüanaate. UL94V-0 leegi aeglustatava nõuetele vastavale kompositsioonile 2% seda tüüpi MasterBatchi lisamine võib suurendada materjali tõmbetugevust 35MPa-lt 40MPa-ni, säilitades samal ajal V-0 leegi aeglustava jõudluse.
Parandada leegilugeja TPU soojuse vananemiskindlustLinghua Uus materjalide ettevõteTutvustatakse ka meetodit pinnakattega metallhüdroksiidide kasutamiseks leegi aeglustumistena. Leegilugeja TPU hüdrolüüsiresistentsuse parandamiseksLinghua Uus materjalide ettevõteTutvustati metallist karbonaati melamiini leegi aeglustaja lisamise alusel teises patenditaotluses.
4. TPU autotööstuse värvimise kile jaoks
Autovärvi kaitsekile on kaitsekile, mis isoleerib värvipinna õhust pärast paigaldamist, hoiab ära happevihma, oksüdatsiooni, kriimustusi ja pakub värvipinnale pikaajalist kaitset. Selle peamine funktsioon on autovärvi pinna kaitsmine pärast paigaldamist. Värvikaitsekile koosneb üldiselt kolmest kihist, pinnal isetervendav kattega, keskel olev polümeerkile ja akrüülsurvetundlik liim alumistel kihil. TPU on üks peamisi materjale vahepealsete polümeerkilede valmistamiseks.
Värvikaitsekiles kasutatava TPU jõudlusnõuded on järgmised: kriimustamiskindlus, kõrge läbipaistvus (valguse läbilaskvus> 95%), madala temperatuuriga paindlikkus, kõrgtemperatuuriga vastupidavus, tõmbetugevus> 50MPa, pikenemine> 400%ja karakese kõverus 87–93; Kõige olulisem jõudlus on ilmatakistus, mis hõlmab vastupidavust UV -vananemisele, termilisele oksüdatiivsele lagunemisele ja hüdrolüüsile.
Praegu küpsed tooted on ditsükloheksüüldiisotsüanaadist (H12MDI) ja polükaprolaktooni DIOL -ist valmistatud alifaatne TPU. Tavaline aromaatne TPU muutub pärast UV -ühe päeva kiirgust nähtavalt kollaseks, samas kui autode mähise kile jaoks kasutatav alifaatne TPU suudab säilitada kollane koefitsient ilma samade tingimuste oluliste muutusteta.
Polü (ε - kaprolaktoon) TPU -l on polüeter ja polüester TPU võrreldes tasakaalustatud jõudlus. Ühest küljest võib sellel olla tavalise polüester TPU suurepärane pisartakistus, teisest küljest näitab see ka silmapaistvat madalat kokkusurumist püsivat deformatsiooni ja polüeetri TPU kõrget tagasilöögi jõudlust, seda kasutatakse seega turul laialdaselt.
Toodete kulutõhususe erinevate nõuete tõttu pärast turusegmenteerimist, koos pinnakatetehnoloogia parandamisega ja liimi valemite reguleerimise võimega, on ka võimalus tulevikus võimaldada polüeter või tavalist polüester H12MDI alifaatilist TPU-d.
5. biobakas TPU
Biopõhise TPU ettevalmistamiseks on tavaline meetod biopõhiste monomeeride või vaheühendite tutvustamine polümerisatsiooniprotsessi ajal, näiteks biopõhised isotsüanaadid (näiteks MDI, PDI), biopõhised polüoolid jne. Nende hulgas on biobaanad turul suhteliselt haruldased, samas kui biobaalsed polüoolid on tavalisemad.
Biopõhiste isotsüanaatide osas on BASF, Covestro ja teised juba 2000. aastal palju vaeva näinud PDI-uuringutesse ja PDI-toodete esimene partii pandi turule aastatel 2015-2016. Wanhua Chemical on välja töötanud 100% biopõhised TPU -tooted, kasutades maisist Stoverist valmistatud biopõhist PDI -d.
Biopõhiste polüoolide osas sisaldab see biopõhist polütetrafluoroetüleeni (PTMEG), biopõhist 1,4-butanediooli (BDO), biopõhist 1,3-propaandiooli (PDO), biopõhiseid polüesterpolüoolid, biopõhised polüeterpolüoolid jne.
Praegu on mitu TPU tootjat käivitanud biopõhise TPU, mille jõudlus on võrreldav traditsioonilise naftakeemiapõhise TPU -ga. Nende biopõhiste TPU -de peamine erinevus seisneb biopõhise sisu tasemes, mis on tavaliselt vahemikus 30–40%, mõnel isegi kõrgema taseme saavutamisel. Võrreldes traditsioonilise naftakeemilisel TPU -l on biopõhisel TPU -l eeliseid nagu süsinikuheite vähendamine, tooraine jätkusuutlik regenereerimine, roheline tootmine ja ressursside säilitamine. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical jaLinghua uued materjalidon käivitanud oma biopõhised TPU kaubamärgid ning süsiniku vähendamine ja jätkusuutlikkus on ka tulevikus TPU arengu peamised suunad.
Postiaeg: august-09.-20124