Apakah elastomer poliuretana termoplastik?

Apakah elastomer poliuretana termoplastik?

Elastomer poliuretana ialah pelbagai bahan sintetik poliuretana (varieti lain merujuk kepada buih poliuretana, pelekat poliuretana, salutan poliuretana dan gentian poliuretana), dan elastomer poliuretana termoplastik adalah salah satu daripada tiga jenis elastomer poliuretana, Orang biasa merujuknya sebagai TPU (the dua jenis elastomer poliuretana utama yang lain ialah elastomer poliuretana tuang, disingkatkan sebagai CPU, dan elastomer poliuretana campuran, disingkatkan sebagai MPU).

TPU ialah sejenis elastomer poliuretana yang boleh diplastiskan dengan pemanasan dan dilarutkan oleh pelarut. Berbanding dengan CPU dan MPU, TPU mempunyai sedikit atau tiada pautan silang kimia dalam struktur kimianya. Rantaian molekulnya pada asasnya adalah linear, tetapi terdapat sejumlah pautan silang fizikal. Ini adalah elastomer poliuretana Termoplastik yang sangat berciri dalam struktur.

Struktur dan klasifikasi TPU

Elastomer poliuretana termoplastik ialah polimer linear blok (AB). A mewakili poliol polimer (ester atau polieter, berat molekul 1000~6000) dengan berat molekul tinggi, dipanggil rantai panjang; B mewakili diol yang mengandungi 2-12 atom karbon rantai lurus, dipanggil rantai pendek.

Dalam struktur elastomer poliuretana Termoplastik, segmen A dipanggil segmen lembut, yang mempunyai ciri-ciri fleksibiliti dan kelembutan, menjadikan TPU mempunyai kebolehlanjutan; Rantaian uretana yang dihasilkan oleh tindak balas antara segmen B dan isosianat dipanggil segmen keras, yang mempunyai kedua-dua sifat tegar dan keras. Dengan melaraskan nisbah segmen A dan B, produk TPU dengan sifat fizikal dan mekanikal yang berbeza dibuat.

Mengikut struktur segmen lembut, ia boleh dibahagikan kepada jenis poliester, jenis polieter, dan jenis butadiena, yang masing-masing mengandungi kumpulan ester, kumpulan eter, atau kumpulan butena. Mengikut struktur segmen keras, ia boleh dibahagikan kepada jenis uretana dan jenis uretana uretana, yang masing-masing diperoleh daripada pemanjang rantai etilena glikol atau pemanjang rantai diamina. Pengelasan biasa dibahagikan kepada jenis poliester dan jenis polieter.

Apakah bahan mentah untuk sintesis TPU?

(1) Polimer Diol

Diol makromolekul dengan berat molekul antara 500 hingga 4000 dan kumpulan dwifungsi, dengan kandungan 50% hingga 80% dalam elastomer TPU, memainkan peranan yang menentukan dalam sifat fizikal dan kimia TPU.

Diol polimer yang sesuai untuk elastomer TPU boleh dibahagikan kepada poliester dan polieter: poliester termasuk polytetramethylene Adipic acid glycol (PBA) ε PCL, PHC; Polieter termasuk polyoxypropylene ether glycol (PPG), tetrahydrofuran polyether glycol (PTMG), dsb.

(2) Diisosianat

Berat molekul adalah kecil tetapi fungsinya luar biasa, yang bukan sahaja memainkan peranan untuk menyambungkan segmen lembut dan segmen keras, tetapi juga memberikan TPU dengan pelbagai sifat fizikal dan mekanikal yang baik. Diisosianat yang digunakan untuk TPU ialah: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl diisocyanate ( PXDI), dsb.

(3) Pemanjangan rantai

Pemanjangan rantai dengan berat molekul 100~350, kepunyaan Diol molekul kecil, berat molekul kecil, struktur rantai terbuka dan tiada kumpulan substituen adalah kondusif untuk mendapatkan kekerasan tinggi dan berat skalar tinggi TPU. Pemanjangan rantai yang sesuai untuk TPU termasuk 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzena (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), dsb.

Aplikasi Pengubahsuaian TPU sebagai Ejen Pengukuhan

Untuk mengurangkan kos produk dan mendapatkan prestasi tambahan, elastomer termoplastik poliuretana boleh digunakan sebagai agen pengeras yang biasa digunakan untuk mengeras pelbagai bahan getah termoplastik dan diubah suai.

Oleh kerana kekutubannya yang tinggi, poliuretana boleh serasi dengan resin kutub atau getah, seperti polietilena berklorin (CPE), yang boleh digunakan untuk membuat produk perubatan; Pengadunan dengan ABS boleh menggantikan termoplastik kejuruteraan untuk digunakan; Apabila digunakan dalam kombinasi dengan polikarbonat (PC), ia mempunyai ciri-ciri seperti rintangan minyak, rintangan bahan api, dan rintangan hentaman, dan boleh digunakan untuk membuat badan kereta; Apabila digabungkan dengan poliester, keliatannya boleh dipertingkatkan; Di samping itu, ia boleh serasi dengan PVC, Polyoxymethylene atau PVDC; Poliuretana poliester boleh serasi dengan 15% getah nitril atau 40% getah nitril/campuran PVC; Poliuretana polieter juga boleh serasi dengan 40% pelekat campuran getah nitril/polivinil klorida; Ia juga boleh serasi bersama dengan kopolimer akrilonitril stirena (SAN); Ia boleh membentuk struktur rangkaian interpenetrasi (IPN) dengan polysiloxane reaktif. Sebahagian besar pelekat campuran yang disebutkan di atas telah pun dihasilkan secara rasmi.

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, terdapat peningkatan penyelidikan mengenai pengukuhan POM oleh TPU di China. Pengadunan TPU dan POM bukan sahaja meningkatkan rintangan suhu tinggi dan sifat mekanikal TPU, tetapi juga menguatkan POM dengan ketara. Sesetengah penyelidik telah menunjukkan bahawa dalam ujian patah tegangan, berbanding dengan matriks POM, aloi POM dengan TPU telah beralih daripada patah rapuh kepada patah mulur. Penambahan TPU juga memberikan POM dengan prestasi memori bentuk. Kawasan hablur POM berfungsi sebagai fasa tetap aloi ingatan bentuk, manakala kawasan amorfus TPU dan POM amorf berfungsi sebagai fasa boleh balik. Apabila suhu tindak balas pemulihan ialah 165 ℃ dan masa pemulihan ialah 120 saat, kadar pemulihan aloi mencapai lebih 95%, dan kesan pemulihan adalah yang terbaik.

TPU sukar untuk serasi dengan bahan polimer bukan kutub seperti polietilena, polipropilena, getah Etilena propilena, getah butadiena, getah isoprena atau serbuk getah buangan, dan tidak boleh digunakan untuk menghasilkan komposit dengan prestasi yang baik. Oleh itu, kaedah rawatan permukaan seperti plasma, korona, Kimia basah, primer, nyalaan atau gas reaktif sering digunakan untuk yang terakhir. Sebagai contoh, Syarikat Produk Udara dan Bahan Kimia Amerika telah menjalankan rawatan permukaan gas aktif F2/O2 pada serbuk halus polietilena berat molekul ultra tinggi dengan berat molekul 3-5 juta, dan menambahkannya kepada elastomer poliuretana pada nisbah 10 %, yang boleh meningkatkan modulus lentur, kekuatan tegangan dan rintangan haus dengan ketara. Dan rawatan permukaan gas aktif F2/O2 juga boleh digunakan pada gentian pendek memanjang secara arah dengan panjang 6-35mm, yang boleh meningkatkan kekakuan dan keliatan koyak bahan komposit.

Apakah kawasan aplikasi TPU?

Pada tahun 1958, Goodrich Chemical Company (kini dinamakan semula Lubrizol) mendaftarkan jenama TPU Estane buat kali pertama. Sepanjang 40 tahun yang lalu, terdapat lebih daripada 20 nama jenama di seluruh dunia, dan setiap jenama mempunyai beberapa siri produk. Pada masa ini, pengeluar bahan mentah TPU utama di dunia ialah: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, dll.

Sebagai elastomer yang sangat baik, TPU mempunyai pelbagai jenis produk hiliran, yang digunakan secara meluas dalam keperluan harian, barangan sukan, mainan, bahan hiasan dan bidang lain. Di bawah adalah beberapa contoh.

① Bahan kasut

TPU digunakan terutamanya untuk bahan kasut kerana keanjalan yang sangat baik dan rintangan haus. Produk kasut yang mengandungi TPU jauh lebih selesa dipakai berbanding produk kasut biasa, jadi ia lebih banyak digunakan dalam produk kasut mewah, terutamanya sesetengah kasut sukan dan kasut kasual.

② Hos

Disebabkan kelembutannya, kekuatan tegangan yang baik, kekuatan hentaman dan rintangan kepada suhu tinggi dan rendah, hos TPU digunakan secara meluas di China sebagai hos gas dan minyak untuk peralatan mekanikal seperti pesawat, tangki, kereta, motosikal dan peralatan mesin.

③ Kabel

TPU memberikan rintangan koyakan, rintangan haus dan ciri lentur, dengan rintangan suhu tinggi dan rendah menjadi kunci kepada prestasi kabel. Jadi di pasaran China, kabel canggih seperti kabel kawalan dan kabel kuasa menggunakan TPU untuk melindungi bahan salutan reka bentuk kabel yang kompleks, dan aplikasinya semakin meluas.

④ Peranti perubatan

TPU ialah bahan pengganti PVC yang selamat, stabil dan berkualiti tinggi, yang tidak akan mengandungi Phthalate dan bahan kimia berbahaya yang lain, dan akan berpindah ke darah atau cecair lain dalam kateter perubatan atau beg perubatan untuk menyebabkan kesan sampingan. Selain itu, gred penyemperitan dan gred suntikan TPU yang dibangunkan khas boleh digunakan dengan mudah dengan sedikit debugging dalam peralatan PVC sedia ada.

⑤ Kenderaan dan pengangkutan lain

Dengan menyemperit dan menyalut kedua-dua belah fabrik nilon dengan elastomer termoplastik poliuretana, rakit serangan tempur kembung dan rakit peninjau yang membawa 3-15 orang boleh dibuat, dengan prestasi yang jauh lebih baik daripada rakit kembung getah tervulkan; Elastomer termoplastik poliuretana yang diperkuat dengan gentian kaca boleh digunakan untuk membuat komponen badan seperti bahagian acuan pada kedua-dua belah kereta itu sendiri, kulit pintu, bampar, jalur anti geseran dan jeriji.