TPU adalah elastomer termoplastik poliuretana, yang merupakan kopolimer blok multiphase yang terdiri daripada diisocyanates, polyols, dan extender rantai. Sebagai elastomer berprestasi tinggi, TPU mempunyai pelbagai arah produk hiliran dan digunakan secara meluas dalam keperluan harian, peralatan sukan, mainan, bahan hiasan, dan bidang lain, seperti bahan kasut, hos, kabel, peranti perubatan, dll.
Pada masa ini, pengeluar bahan mentah utama TPU termasuk BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Bahan Baru, dan sebagainya. Dengan susun atur dan pengembangan kapasiti perusahaan domestik, industri TPU kini sangat kompetitif. Walau bagaimanapun, dalam bidang aplikasi mewah, ia masih bergantung kepada import, yang juga merupakan kawasan yang China perlu mencapai kejayaan. Mari kita bercakap tentang prospek pasaran masa depan produk TPU.
1. E-TPU berbuih superkritikal
Pada tahun 2012, Adidas dan BASF bersama -sama membangunkan jenama kasut yang berjalan, yang menggunakan TPU berbuih (Infinergy Nama Trade) sebagai bahan midsole. Oleh kerana penggunaan TPU polyether dengan pantai kekerasan 80-85 sebagai substrat, berbanding dengan midsoles Eva, midsoles TPU yang dibuang masih dapat mengekalkan keanjalan dan kelembutan yang baik dalam persekitaran di bawah 0 ℃, yang meningkatkan keselesaan dan diiktiraf secara meluas di pasaran.
2. Bahan komposit TPU yang diubahsuai serat
TPU mempunyai rintangan impak yang baik, tetapi dalam beberapa aplikasi, modulus elastik yang tinggi dan bahan -bahan yang sangat keras diperlukan. Pengubahsuaian tetulang serat kaca adalah teknik yang biasa digunakan untuk meningkatkan modulus bahan elastik. Melalui pengubahsuaian, bahan komposit termoplastik dengan banyak kelebihan seperti modulus elastik yang tinggi, penebat yang baik, rintangan haba yang kuat, prestasi pemulihan elastik yang baik, rintangan kakisan yang baik, rintangan impak, pekali pengembangan yang rendah, dan kestabilan dimensi dapat diperolehi.
BASF telah memperkenalkan teknologi untuk menyediakan TPU bertetulang gentian kaca modulus yang tinggi menggunakan gentian pendek kaca dalam patennya. TPU dengan kekerasan pantai D 83 disintesis dengan mencampurkan polytetrafluoroethylene glycol (Ptmeg, Mn = 1000), MDI, dan 1,4-butanediol (BDO) dengan 1,3-propanediol sebagai bahan mentah. TPU ini dikompaun dengan serat kaca dalam nisbah jisim 52:48 untuk mendapatkan bahan komposit dengan modulus elastik 18.3 GPa dan kekuatan tegangan 244 MPa.
Sebagai tambahan kepada serat kaca, terdapat juga laporan produk yang menggunakan TPU komposit serat karbon, seperti papan komposit Covestro's Maezio Carbon/TPU, yang mempunyai modulus elastik sehingga 100gpa dan ketumpatan yang lebih rendah daripada logam.
3. Halogen Percuma Flame Retardant TPU
TPU mempunyai kekuatan yang tinggi, ketangguhan yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik dan sifat -sifat lain, menjadikannya bahan sarung yang sangat sesuai untuk wayar dan kabel. Tetapi dalam bidang permohonan seperti stesen pengecasan, retardan api yang lebih tinggi diperlukan. Terdapat dua cara untuk meningkatkan prestasi retardan api TPU. Satu adalah pengubahsuaian retardan api reaktif, yang melibatkan memperkenalkan bahan -bahan retardan api seperti poliol atau isosianat yang mengandungi fosforus, nitrogen, dan unsur -unsur lain ke dalam sintesis TPU melalui ikatan kimia; Yang kedua adalah pengubahsuaian retardan api tambahan, yang melibatkan menggunakan TPU sebagai substrat dan menambah retardan api untuk mencampurkan pencampuran.
Pengubahsuaian reaktif boleh mengubah struktur TPU, tetapi apabila jumlah retardan api tambahan besar, kekuatan TPU berkurangan, prestasi pemprosesan merosot, dan menambah sedikit tidak dapat mencapai tahap retardan api yang diperlukan. Pada masa ini, tidak ada produk retardan api yang boleh didapati secara komersil yang benar -benar dapat memenuhi permohonan stesen pengisian.
Bekas Bayer MaterialScience (sekarang Kostron) pernah memperkenalkan fosforus organik yang mengandungi poliol (IHPO) berdasarkan fosfin oksida dalam paten. TPU polyether yang disintesis dari IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, dan BDO mempamerkan kebencian api yang sangat baik dan sifat mekanikal. Proses penyemperitan adalah lancar, dan permukaan produk licin.
Menambah retardan api bebas halogen kini merupakan laluan teknikal yang paling biasa digunakan untuk menyediakan TPU Retardant Flame Halogen. Umumnya, fosforus berasaskan, berasaskan nitrogen, berasaskan silikon, retardan api berasaskan boron dikompaun atau hidroksida logam digunakan sebagai retardan api. Oleh kerana mudah terbakar TPU, jumlah pengisian api lebih daripada 30% sering diperlukan untuk membentuk lapisan retardan api yang stabil semasa pembakaran. Walau bagaimanapun, apabila jumlah retardan api ditambah adalah besar, retardan api tidak sekata tersebar dalam substrat TPU, dan sifat -sifat mekanikal TPU retardan api tidak ideal, yang juga mengehadkan permohonan dan promosinya dalam bidang seperti hos, filem, dan kabel.
Paten BASF memperkenalkan teknologi TPU-retardan api, yang menggabungkan polyphosphate melamin dan fosforus yang mengandungi derivatif asid fosfinik sebagai retardan api dengan TPU dengan berat badan purata berat lebih besar daripada 150kDa. Telah didapati bahawa prestasi retardan api meningkat dengan ketara ketika mencapai kekuatan tegangan yang tinggi.
Untuk meningkatkan kekuatan tegangan bahan, paten BASF memperkenalkan kaedah untuk menyediakan ejen silang silang masterbatch yang mengandungi isocyanates. Menambah 2% daripada jenis masterbatch ini kepada komposisi yang memenuhi keperluan retardan api UL94V-0 dapat meningkatkan kekuatan tegangan bahan dari 35MPa hingga 40MPa sambil mengekalkan prestasi retardan api V-0.
Untuk meningkatkan rintangan penuaan haba TPU api-api, patenSyarikat Bahan Baru LinghuaJuga memperkenalkan kaedah menggunakan hidroksida logam bersalut permukaan sebagai retardan api. Untuk meningkatkan rintangan hidrolisis TPU-retardan api,Syarikat Bahan Baru LinghuaMemperkenalkan karbonat logam atas dasar menambah retardan api melamin dalam permohonan paten yang lain.
4. TPU untuk filem perlindungan cat automotif
Filem perlindungan cat kereta adalah filem pelindung yang mengasingkan permukaan cat dari udara selepas pemasangan, menghalang hujan asid, pengoksidaan, calar, dan menyediakan perlindungan tahan lama untuk permukaan cat. Fungsi utamanya adalah untuk melindungi permukaan cat kereta selepas pemasangan. Filem perlindungan cat umumnya terdiri daripada tiga lapisan, dengan salutan penyembuhan diri di permukaan, filem polimer di tengah, dan pelekat sensitif tekanan akrilik pada lapisan bawah. TPU adalah salah satu bahan utama untuk menyediakan filem polimer pertengahan.
Keperluan prestasi untuk TPU yang digunakan dalam filem perlindungan cat adalah seperti berikut: rintangan calar, ketelusan yang tinggi (transmisi cahaya> 95%), fleksibiliti suhu rendah, rintangan suhu tinggi, kekuatan tegangan> 50MPa, pemanjangan> 400%, dan pantai kekerasan 87-93; Prestasi yang paling penting ialah rintangan cuaca, yang merangkumi penentangan terhadap penuaan UV, degradasi oksidatif termal, dan hidrolisis.
Produk yang kini matang adalah TPU alifatik yang disediakan dari dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) dan polycaprolactone diol sebagai bahan mentah. TPU aromatik biasa kelihatan kuning selepas satu hari penyinaran UV, manakala TPU alifatik yang digunakan untuk filem bungkus kereta dapat mengekalkan pekali menguningnya tanpa perubahan ketara di bawah keadaan yang sama.
Poli (ε - caprolactone) TPU mempunyai prestasi yang lebih seimbang berbanding poliether dan poliester TPU. Di satu pihak, ia dapat mempamerkan rintangan air mata yang sangat baik dari TPU poliester biasa, sementara di sisi lain, ia juga menunjukkan ubah bentuk tetap mampatan yang rendah dan prestasi pemulihan yang tinggi dari polyether TPU, sehingga digunakan secara meluas di pasaran.
Oleh kerana keperluan yang berbeza untuk keberkesanan kos produk selepas segmentasi pasaran, dengan peningkatan teknologi salutan permukaan dan keupayaan pelarasan formula pelekat, terdapat juga peluang untuk polyether atau poliester biasa H12MDI TPU alifatik TPU untuk digunakan untuk filem perlindungan cat pada masa akan datang.
5. Biobased TPU
Kaedah umum untuk menyediakan TPU berasaskan bio adalah untuk memperkenalkan monomer atau perantaraan berasaskan bio semasa proses pempolimeran, seperti isosianat berasaskan bio (seperti MDI, PDI), poliol berasaskan bio, dan sebagainya.
Dari segi bio berasaskan bio, seawal tahun 2000, BASF, Covestro, dan lain-lain telah melabur banyak usaha dalam penyelidikan PDI, dan kumpulan pertama produk PDI dimasukkan ke dalam pasaran pada 2015-2016. Wanhua Chemical telah membangunkan produk TPU berasaskan bio 100% menggunakan PDI berasaskan bio yang diperbuat daripada jagung jagung.
Dari segi polyol berasaskan bio, ia termasuk polytetrafluoroethylene berasaskan bio (PTMEG), bio berasaskan 1,4-butanediol (BDO), bio berasaskan 1,3-propanediol (PDO), polyester berasaskan polyester berasaskan bio, polyether berasaskan bio.
Pada masa ini, beberapa pengeluar TPU telah melancarkan TPU berasaskan bio, yang prestasinya setanding dengan TPU berasaskan petrokimia tradisional. Perbezaan utama antara TPU berasaskan bio ini terletak pada tahap kandungan berasaskan bio, biasanya antara 30% hingga 40%, dengan beberapa mencapai tahap yang lebih tinggi. Berbanding dengan TPU berasaskan petrokimia tradisional, TPU berasaskan bio mempunyai kelebihan seperti mengurangkan pelepasan karbon, penjanaan semula bahan mentah yang mampan, pengeluaran hijau, dan pemuliharaan sumber. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, danLinghua Bahan Barutelah melancarkan jenama TPU berasaskan bio mereka, dan pengurangan karbon dan kemampanan juga merupakan arahan utama untuk pembangunan TPU pada masa akan datang.
Masa Post: Aug-09-2024