TPU poliuretan termoplastik elastomer bo'lib, u diizosiyanatlar, poliollar va zanjir kengaytirgichlardan tashkil topgan ko'p fazali blokli kopolimerdir. Yuqori samarali elastomer sifatida TPU mahsulotning quyi oqim yo'nalishlarining keng doirasiga ega va kundalik ehtiyojlar, sport anjomlari, o'yinchoqlar, bezak materiallari va boshqa sohalarda, masalan, poyabzal materiallari, shlanglar, kabellar, tibbiy asboblar va boshqalarda keng qo'llaniladi.
Hozirgi vaqtda asosiy TPU xomashyo ishlab chiqaruvchilari orasida BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua yangi materiallari, va hokazo. Mahalliy korxonalarni joylashtirish va quvvatni kengaytirish bilan TPU sanoati hozirda yuqori raqobatbardoshdir. Biroq, yuqori darajadagi dastur sohasida u hali ham importga tayanadi, bu ham Xitoyning yutuqlarga erishishi kerak bo'lgan sohadir. Keling, TPU mahsulotlarining kelajakdagi bozor istiqbollari haqida gapiraylik.
1. Superkritik ko'pikli E-TPU
2012 yilda Adidas va BASF birgalikda o'rta taglik materiali sifatida ko'pikli TPU (savdo nomi infinergy) dan foydalanadigan EnergyBoost yugurish poyabzali brendini ishlab chiqdi. Substrat sifatida Shore A qattiqligi 80-85 bo'lgan polieter TPUdan foydalanganligi sababli, EVA o'rta tagliklari bilan solishtirganda, ko'pikli TPU o'rta tagliklari hali ham 0 ℃ dan past bo'lgan muhitda yaxshi elastiklik va yumshoqlikni saqlab turishi mumkin, bu esa kiyish qulayligini oshiradi va keng tarqalgan bo'lib tan olingan. bozor.
2. Elyaf bilan mustahkamlangan modifikatsiyalangan TPU kompozit materiali
TPU yaxshi zarba qarshiligiga ega, ammo ba'zi ilovalarda yuqori elastik modul va juda qattiq materiallar talab qilinadi. Shisha tolali armatura modifikatsiyasi materiallarning elastik modulini oshirish uchun keng tarqalgan usuldir. Modifikatsiya orqali yuqori elastik modul, yaxshi izolyatsiya, kuchli issiqlikka chidamlilik, yaxshi elastik tiklanish ko'rsatkichi, yaxshi korroziyaga chidamlilik, zarba qarshiligi, kengayishning past koeffitsienti va o'lchov barqarorligi kabi ko'plab afzalliklarga ega bo'lgan termoplastik kompozit materiallarni olish mumkin.
BASF o'z patentida shisha kalta tolalardan foydalangan holda yuqori modulli shisha tolali mustahkamlangan TPU tayyorlash texnologiyasini taqdim etdi. Shore D qattiqligi 83 boʻlgan TPU politetrafloroetilen glikol (PTMEG, Mn=1000), MDI va 1,4-butandiol (BDO) ni xom ashyo sifatida 1,3-propandiol bilan aralashtirish orqali sintez qilindi. Ushbu TPU 18,3 GPa elastik modulli va 244 MPa kuchlanish kuchiga ega kompozit materialni olish uchun 52:48 massa nisbatida shisha tola bilan aralashtirildi.
Shisha tolaga qo'shimcha ravishda, 100GPa gacha elastik modulga va metallarga qaraganda pastroq zichlikka ega bo'lgan Covestro kompaniyasining Maezio karbon tolasi/TPU kompozit taxtasi kabi uglerod tolali kompozit TPUdan foydalanadigan mahsulotlar haqida ham xabarlar mavjud.
3. Halogensiz olovga chidamli TPU
TPU yuqori mustahkamlik, yuqori chidamlilik, mukammal aşınma qarshilik va boshqa xususiyatlarga ega, bu uni simlar va kabellar uchun juda mos qoplama materiali qiladi. Ammo zaryadlash stantsiyalari kabi dastur sohalarida yuqori olovga chidamlilik talab qilinadi. TPU ning olovga chidamli ish faoliyatini yaxshilashning odatda ikkita usuli mavjud. Ulardan biri, kimyoviy bog'lanish orqali TPU sinteziga fosfor, azot va boshqa elementlarni o'z ichiga olgan poliollar yoki izosiyanatlar kabi olovga chidamli materiallarni kiritishni o'z ichiga olgan reaktiv olovga chidamli modifikatsiyadir; Ikkinchisi, qo'shimchali olovga chidamli modifikatsiya bo'lib, u substrat sifatida TPU-dan foydalanishni va eritmani aralashtirish uchun olovni ushlab turuvchi moddalarni qo'shishni o'z ichiga oladi.
Reaktiv modifikatsiya TPU strukturasini o'zgartirishi mumkin, ammo qo'shimchali olovni ushlab turuvchi miqdori katta bo'lsa, TPU ning kuchi pasayadi, ishlov berish ko'rsatkichlari yomonlashadi va oz miqdorda qo'shilishi talab qilinadigan olovga chidamlilik darajasiga erisha olmaydi. Hozirgi vaqtda zaryadlash stantsiyalarining qo'llanilishiga to'liq javob beradigan yuqori olovga chidamli mahsulot yo'q.
Sobiq Bayer MaterialScience (hozirgi Kostron) bir marta patentda fosfin oksidiga asoslangan poliol (IHPO) o'z ichiga olgan organik fosforni taqdim etdi. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI va BDO dan sintez qilingan polieter TPU mukammal olovga chidamlilik va mexanik xususiyatlarni namoyish etadi. Ekstruziya jarayoni silliq va mahsulot yuzasi silliqdir.
Halojensiz olovni to'xtatuvchi moddalarni qo'shish hozirda halogensiz olovga chidamli TPU tayyorlash uchun eng ko'p ishlatiladigan texnik yo'ldir. Odatda fosforli, azotli, kremniyli, bor asosidagi olovni to'xtatuvchi moddalar aralashtiriladi yoki olovni to'xtatuvchi sifatida metall gidroksidlar ishlatiladi. TPU ning o'ziga xos yonuvchanligi tufayli, yonish jarayonida barqaror olovni ushlab turuvchi qatlam hosil qilish uchun ko'pincha 30% dan ortiq olovga chidamli plomba miqdori talab qilinadi. Shu bilan birga, qo'shilgan olovni ushlab turuvchi miqdori katta bo'lsa, olovni ushlab turuvchi TPU substratida notekis tarqaladi va olovga chidamli TPU ning mexanik xususiyatlari ideal emas, bu ham uni shlanglar, plyonkalar kabi sohalarda qo'llash va targ'ib qilishni cheklaydi. , va kabellar.
BASF patenti o'rtacha molekulyar og'irligi 150 kDa dan ortiq bo'lgan TPU bilan olovni to'xtatuvchi sifatida melamin polifosfat va fosforni o'z ichiga olgan fosfor hosilasini birlashtirgan olovga chidamli TPU texnologiyasini taqdim etadi. Yuqori kuchlanish kuchiga erishish bilan birga, olovga chidamlilik ko'rsatkichi sezilarli darajada yaxshilanganligi aniqlandi.
Materialning kuchlanish kuchini yanada oshirish uchun BASF patenti izosiyanatlarni o'z ichiga olgan o'zaro bog'lash agenti masterbatchini tayyorlash usulini taqdim etadi. UL94V-0 otashga chidamlilik talablariga javob beradigan kompozitsiyaga ushbu turdagi masterbatchning 2% qo'shilishi, V-0 olovga chidamli ish faoliyatini saqlab, materialning kuchlanish kuchini 35MPa dan 40MPa gacha oshirishi mumkin.
Olovga chidamli TPU ning issiqlik qarish qarshiligini yaxshilash uchun patentLinghua yangi materiallar kompaniyasishuningdek, sirt bilan qoplangan metall gidroksidlarni olovni to'xtatuvchi sifatida ishlatish usulini taqdim etadi. Olovga chidamli TPU ning gidrolizga chidamliligini oshirish uchun,Linghua yangi materiallar kompaniyasiboshqa patent talabnomasida melamin otashga qarshi moddasini qo'shish asosida metall karbonat kiritildi.
4. Avtomobil bo'yoqlarini himoya qilish plyonkasi uchun TPU
Avtomobil bo'yog'ini himoya qilish plyonkasi - o'rnatishdan so'ng bo'yoq yuzasini havodan ajratib turadigan, kislotali yomg'ir, oksidlanish, chizishlarning oldini oladigan va bo'yoq yuzasini uzoq muddatli himoya qiladigan himoya plyonka. Uning asosiy vazifasi - o'rnatishdan keyin avtomobil bo'yoq yuzasini himoya qilishdir. Bo'yoqni himoya qilish plyonkasi odatda uchta qatlamdan iborat bo'lib, sirtda o'z-o'zidan davolovchi qoplama, o'rtada polimer plyonka va pastki qatlamda akril bosimga sezgir yopishtiruvchi. TPU oraliq polimer plyonkalarni tayyorlash uchun asosiy materiallardan biridir.
Bo'yoqni himoya qilish plyonkasida ishlatiladigan TPU uchun ishlash talablari quyidagilardir: tirnalishga chidamlilik, yuqori shaffoflik (yorug'lik o'tkazuvchanligi> 95%), past haroratga moslashuvchanlik, yuqori haroratga chidamlilik, valentlik kuchi>50MPa, cho'zilish>400% va Shore A. qattiqlik diapazoni 87-93; Eng muhim ko'rsatkich - ob-havoga chidamlilik bo'lib, u UV qarishiga, termal oksidlanish degradatsiyasiga va gidrolizga qarshilikni o'z ichiga oladi.
Hozirgi etuk mahsulotlar xom ashyo sifatida disikloheksil diizosiyanat (H12MDI) va polikaprolakton dioldan tayyorlangan alifatik TPU hisoblanadi. Oddiy aromatik TPU bir kunlik UV nurlanishidan so'ng ko'rinadigan darajada sarg'ayadi, avtomobil o'rash plyonkasi uchun ishlatiladigan alifatik TPU esa bir xil sharoitlarda sezilarli o'zgarishlarsiz sarg'ish koeffitsientini saqlab qolishi mumkin.
Poly (e - kaprolakton) TPU polieter va polyester TPUga nisbatan ancha muvozanatli ishlashga ega. Bir tomondan, u oddiy polyester TPU ning yirtiqqa chidamliligini namoyish qilishi mumkin, boshqa tomondan, u polieter TPU ning ajoyib past siqilish doimiy deformatsiyasini va yuqori rebound ish faoliyatini namoyish etadi, shuning uchun bozorda keng qo'llaniladi.
Bozor segmentatsiyasidan so'ng mahsulotning iqtisodiy samaradorligiga bo'lgan turli talablar tufayli, sirt qoplama texnologiyasi va yopishtiruvchi formulani sozlash qobiliyatini takomillashtirish bilan birga, kelajakda polieter yoki oddiy polyester H12MDI alifatik TPU uchun bo'yoq himoya plyonkalariga qo'llanilishi imkoniyati ham mavjud.
5. Bioasosli TPU
Bio-asosli TPU tayyorlashning umumiy usuli polimerizatsiya jarayonida bio-asosli monomerlar yoki oraliq mahsulotlarni, masalan, bio-asosli izosiyanatlarni (masalan, MDI, PDI), bio-asosli poliollarni va boshqalarni kiritishdir. Ular orasida bio-asosli izosiyanatlar nisbatan kam uchraydi. bozor, bioasosli poliollar esa ko'proq tarqalgan.
Bio-asosli izosiyanatlar nuqtai nazaridan, 2000-yilda BASF, Covestro va boshqalar PDI tadqiqotlariga ko'p kuch sarfladilar va PDI mahsulotlarining birinchi partiyasi 2015-2016 yillarda bozorga chiqarildi. Wanhua Chemical makkajo'xori pechidan tayyorlangan bio-asosli PDI yordamida 100% bio-asosli TPU mahsulotlarini ishlab chiqdi.
Bio-asosli poliollar nuqtai nazaridan, u bio-asosli politetrafloroetilen (PTMEG), bio-asosli 1,4-butandiol (BDO), bio-asosli 1,3-propandiol (PDO), bio-asosli poliester poliollari, bio-asosli polieter poliollar va boshqalarni o'z ichiga oladi.
Hozirgi vaqtda bir nechta TPU ishlab chiqaruvchilari bio-asosli TPU-ni ishga tushirdilar, ularning ishlashi an'anaviy neft-kimyoga asoslangan TPU bilan taqqoslanadi. Ushbu bio-asoslangan TPUlar o'rtasidagi asosiy farq bio-asosli tarkib darajasida bo'lib, odatda 30% dan 40% gacha, ba'zilari hatto undan yuqori darajalarga erishadi. An'anaviy neft-kimyoga asoslangan TPU bilan taqqoslaganda, bio-asosli TPU uglerod chiqindilarini kamaytirish, xom ashyoni barqaror qayta tiklash, yashil ishlab chiqarish va resurslarni tejash kabi afzalliklarga ega. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical vaLinghua yangi materiallario'zlarining bio-asosidagi TPU brendlarini ishga tushirdilar va uglerodni kamaytirish va barqarorlik ham kelajakda TPU rivojlanishining asosiy yo'nalishlari hisoblanadi.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 09-avgust