Kas ir termoplastiskais poliuretāna elastomērs?

Kas ir termoplastiskais poliuretāna elastomērs?

Poliuretāna elastomērs ir dažādi poliuretāna sintētiskie materiāli (citas šķirnes attiecas uz poliuretāna putām, poliuretāna līmi, poliuretāna pārklājumu un poliuretāna šķiedru), un termoplastiska poliuretāna elastomērs ir viens no trim diviem poliuretāna elastomera tipiem, kas ir līdzīgi poliurīna veidi (viens diviem lieliem poliuretanas tipiem, kas caste ir TPU (otra - poliuretāna lielie tipi poliuretānā. Elastomēri, saīsināti kā CPU un jaukti poliuretāna elastomēri, saīsināti kā MPU).

TPU ir sava veida poliuretāna elastomērs, ko var plastificēt, sildot un izšķīdinot ar šķīdinātāju. Salīdzinot ar CPU un MPU, TPU ķīmiskajā struktūrā ir maz ķīmiskas šķērssavienojuma vai nav vispār. Tās molekulārā ķēde būtībā ir lineāra, taču ir noteikts fiziskās šķērssavienojuma daudzums. Tas ir termoplastiskais poliuretāna elastomērs, kas ir ļoti raksturīgs struktūrai.

TPU struktūra un klasifikācija

Termoplastiskais poliuretāna elastomērs ir (AB) bloka lineārs polimērs. A apzīmē polimēru poliolu (esteris vai poliēters, molekulmasa 1000 ~ 6000) ar augstu molekulmasu, ko sauc par garu ķēdi; B apzīmē diolu, kas satur 2–12 taisnas ķēdes oglekļa atomus, ko sauc par īsu ķēdi.

Termoplastiskā poliuretāna elastomēra struktūrā segmentu sauca mīkstais segments, kam ir elastības un maiguma īpašības, padarot TPU paplašināmību; Uretāna ķēdi, ko rada reakcija starp B segmentu un izocianātu, sauc par cietu segmentu, kurā ir gan stingras, gan cietas īpašības. Pielāgojot A un B segmentu attiecību, tiek izgatavoti TPU produkti ar dažādām fizikālām un mehāniskām īpašībām.

Saskaņā ar mīksto segmenta struktūru to var iedalīt poliestera tipā, poliētera tipā un butadiēna tipā, kas attiecīgi satur esteru grupu, ētera grupu vai butēna grupu. Saskaņā ar cietā segmenta struktūru to var iedalīt uretāna tipā un uretāna urīnvielas tipā, kas attiecīgi iegūst no etilēnglikola ķēdes pagarinātājiem vai diamīna ķēdes pagarinātājiem. Parastā klasifikācija ir sadalīta poliestera tipā un poliētera tipā.

Kādas ir izejvielas TPU sintēzei?

(1) Polimēra diols

Makromolekulārais diols ar molekulmasu, sākot no 500 līdz 4000 un bifunkcionālām grupām, ar saturu no 50% līdz 80% TPU elastomērā, ir izšķiroša loma TPU fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās.

Polimēru diolu, kas piemērots TPU elastomēram, var iedalīt poliesterī un poliesterē: polietetrametilēna adipīnskābes glikola (PBA) ε PCL, PHC; Poliēteros ietilpst polioksipropilēna ētera glikols (PPG), tetrahidrofurāna poliētera glikols (PTMG) utt.

(2) diizocianāts

Molekulmasa ir maza, bet funkcija ir izcila, kurai ir ne tikai mīkstā segmenta un cietā segmenta savienošanas loma, bet arī piešķir TPU ar dažādām labām fizikālām un mehāniskām īpašībām. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl diisocyanate (PXDI), utc

(3) Ķēdes pagarinātājs

Ķēdes pagarinātājs ar molekulmasu 100 ~ 350, kas pieder pie maza molekulārā diola, mazas molekulmasas, atvērtās ķēdes struktūras un aizvietotāju grupas, kas veicina augstu cietību un augstu TPU svara skalu. Ķēdes pagarinātāji, kas piemēroti TPU, ietver 1,4-butānēdiolu (BDO), 1,4-bis (2-hidroksietoksoksi) benzolu (HQEE), 1,4-cikloheksanedimetanolu (CHDM), p-phenydimetilglikolkolu (PXG) utt. Utt.

TPU kā rūdīšanas līdzekļa modifikācijas pielietojums

Lai samazinātu produkta izmaksas un iegūtu papildu veiktspēju, poliuretāna termoplastiskos elastomērus var izmantot kā parasti izmantotus rūdīšanas līdzekļus, lai rūdītu dažādus termoplastiskus un modificētus gumijas materiālus.

Sakarā ar augsto polaritāti, poliuretāns var būt savietojams ar polārajiem sveķiem vai gumijām, piemēram, hlorētu polietilēnu (CPE), kurus var izmantot medicīnisko produktu ražošanai; Sajaukšana ar ABS var aizstāt inženiertehniskos termoplastiku lietošanai; Ja to lieto kombinācijā ar polikarbonātu (PC), tam ir tādas īpašības kā eļļas izturība, degvielas izturība un trieciena izturība, un tās var izmantot automašīnu ķermeņu izgatavošanai; Apvienojot to ar poliesteru, tā izturību var uzlabot; Turklāt tas var būt labi saderīgs ar PVC, polioksimetilēnu vai PVDC; Poliestera poliuretāns var būt labi saderīgs ar 15% nitrila gumijas vai 40% nitrila gumijas/PVC maisījumu; Poliētera poliuretāns var būt arī labi saderīgs ar 40% nitrila gumijas/polivinilhlorīda maisījuma līmi; Tas var būt arī CO saderīgs ar akrilonitrila stirola (SAN) kopolimēriem; Tas var veidot savstarpēji savienojošu tīkla (IPN) struktūras ar reaktīvajiem polisiloksāniem. Lielākā daļa no iepriekšminētajām jauktajām līmēm jau ir oficiāli ražotas.

Pēdējos gados Ķīnā arvien vairāk ir veikts pētījums par POM rūdīšanu. TPU un POM sajaukšana ne tikai uzlabo TPU augstas temperatūras pretestību un mehāniskās īpašības, bet arī ievērojami pastiprina POM. Daži pētnieki ir parādījuši, ka stiepes lūzumu testos, salīdzinot ar POM matricu, POM sakausējums ar TPU ir pārgājis no trauslas lūzuma uz kaļamo lūzumu. TPU pievienošana arī POM piešķir formas atmiņas veiktspēju. POM kristāliskais reģions kalpo kā formas atmiņas sakausējuma fiksētais fāze, savukārt amorfā TPU un POM amorfais reģions kalpo kā atgriezeniskā fāze. Ja atveseļošanās reakcijas temperatūra ir 165 ℃ un atveseļošanās laiks ir 120 sekundes, sakausējuma atveseļošanās ātrums sasniedz vairāk nekā 95%, un atveseļošanās efekts ir labākais.

TPU ir grūti saderīgs ar nepolāriem polimēru materiāliem, piemēram, polietilēnu, polipropilēnu, etilēna propilēna gumiju, budadiēna gumiju, izoprēna gumiju vai atkritumu gumijas pulveri, un to nevar izmantot, lai iegūtu kompozītus ar labu veiktspēju. Tāpēc pēdējai bieži izmanto tādas virsmas apstrādes metodes kā plazma, korona, mitrā ķīmija, gruntēšana, liesma vai reaktīvā gāze. Piemēram, Amerikas gaisa produktu un ķīmisko vielu uzņēmums ir veikusi F2/O2 aktīvās gāzes virsmas apstrādi īpaši augstas molekulmasas polietilēna smalkajā pulverī ar molekulmasu 3-5 miljoni, un pievienoja to poliuretāna elastomēram proporcijā 10%, kas var ievērojami uzlabot tās lieces modulu, stensila izturību un valkāt pretestību. Un F2/O2 aktīvo gāzes virsmas apstrādi var izmantot arī uz virziena iegarenām īsām šķiedrām ar 6-35 mm garumu, kas var uzlabot kompozītmateriāla stingrību un asaru izturību.

Kādas ir TPU piemērošanas zonas?

1958. gadā Goodrich Chemical Company (tagad pārdēvēts par Lubrizol) pirmo reizi reģistrēja TPU zīmolu estānu. Pēdējo 40 gadu laikā visā pasaulē ir bijuši vairāk nekā 20 zīmolu, un katram zīmolam ir vairākas produktu sērijas. Pašlaik galvenie TPU izejvielu ražotāji pasaulē ir: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding utt.

TPU kā izcils elastomērs ir plašs pakārtoto produktu klāsts, ko plaši izmanto ikdienas vajadzībās, sporta precēs, rotaļlietās, dekoratīvos materiālos un citos laukos. Zemāk ir daži piemēri.

① apavu materiāli

TPU galvenokārt izmanto apavu materiāliem, pateicoties tā lieliskajai elastībai un nodiluma izturībai. Apavu produkti, kas satur TPU, ir daudz ērtāk valkājami nekā parastie apavu produkti, tāpēc tos plašāk izmanto augstas klases apavu izstrādājumos, īpaši dažus sporta apavus un gadījuma apavus.

② šļūtenes

Sakarā ar maigumu, labu stiepes izturību, trieciena izturību un izturību pret augsto un zemo temperatūru, TPU šļūtenes Ķīnā plaši izmanto kā gāzes un eļļas šļūtenes tādām mehāniskām iekārtām kā lidmašīnas, tvertnes, automašīnas, motocikli un darbgaldi.

③ Kabelis

TPU nodrošina asaru izturību, nodiluma izturību un liekšanas īpašības, un kabeļa veiktspējas atslēga ir augsta un zema temperatūras izturība. Tātad Ķīnas tirgū uzlaboti kabeļi, piemēram, vadības kabeļi un jaudas kabeļi, izmanto TPU, lai aizsargātu sarežģītu kabeļu dizainu pārklājuma materiālus, un to pielietojums kļūst arvien izplatītāks.

④ Medicīnas ierīces

TPU ir drošs, stabils un augstas kvalitātes PVC aizstājējs, kas nesatur ftalātu un citas ķīmiskas kaitīgas vielas un migrēs uz asinīm vai citiem šķidrumiem medicīnas katetrā vai medicīniskajā maisiņā, lai izraisītu blakusparādības. Turklāt speciāli izstrādāto ekstrūzijas pakāpi un injekcijas pakāpi TPU var viegli izmantot ar nelielu atkļūdošanu esošajā PVC aprīkojumā.

⑤ transportlīdzekļi un citi transporta līdzekļi

Iznākot un pārklājot abas neilona auduma puses ar poliuretāna termoplastisko elastomēru, var veikt piepūšamos kaujas uzbrukuma plostus un izlūkošanas plostus, kas pārvadā 3-15 cilvēkus, ar daudz labāku sniegumu nekā vulkanizētiem gumijas piepūšamajiem plostiem; Poliuretāna termoplastisko elastomēru, kas pastiprināts ar stikla šķiedru, var izmantot, lai izveidotu ķermeņa komponentus, piemēram, veidotās daļas pašas automašīnas pusēs, durvju ādas, buferi, pret berzes sloksnes un grilas.