В 1958 году компания Goodrich Chemical Company (теперь переименованная в Lubrizol) впервые зарегистрировала торговую марку TPU Estane. За последние 40 лет в мире появилось более 20 торговых марок, и каждая марка имеет несколько серий продукции. В настоящее время производители сырья для ТПУ в основном включают BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical и т. д.
1、 Категория ТПУ
В соответствии со структурой мягкого сегмента его можно разделить на полиэфирный тип, полиэфирный тип и бутадиеновый тип, которые соответственно содержат сложноэфирную группу, эфирную группу или бутеновую группу.
В зависимости от структуры жесткого сегмента его можно разделить на уретановый тип и уретанмочевинный тип, которые соответственно получают из удлинителей цепи этиленгликоля или удлинителей диаминовой цепи. Общая классификация делится на тип полиэстера и тип полиэфира.
По наличию или отсутствию сшивки его можно разделить на чистый термопласт и полутермопласт.
Первый имеет чисто линейную структуру и не имеет сшивающих связей; Последний содержит небольшое количество поперечно-сшитых связей, таких как эфир аллофановой кислоты.
По использованию готовой продукции ее можно разделить на профилированные детали (различные элементы машины), трубы (оболочки, стержневые профили), пленки (листы, тонкие пластины), клеи, покрытия, волокна и т. д.
2、 Синтез ТПУ
По молекулярной структуре ТПУ принадлежит к полиуретану. Итак, как же оно агрегировалось?
В соответствии с различными процессами синтеза его в основном разделяют на полимеризацию в массе и полимеризацию в растворе.
При объемной полимеризации ее также можно разделить на метод предварительной полимеризации и одностадийный метод в зависимости от наличия или отсутствия предварительной реакции:
Метод преполимеризации включает реакцию диизоцианата с макромолекулярными диолами в течение определенного периода времени перед добавлением удлинения цепи для получения ТПУ;
Одностадийный метод включает одновременное смешивание и реакцию макромолекулярных диолов, диизоцианатов и удлинителей цепи с образованием ТПУ.
Полимеризация в растворе включает сначала растворение диизоцианата в растворителе, затем добавление макромолекулярных диолов для реакции в течение определенного периода времени и, наконец, добавление удлинителей цепи для получения ТПУ.
Тип мягкого сегмента ТПУ, молекулярная масса, содержание твердых или мягких сегментов и агрегатное состояние ТПУ могут влиять на плотность ТПУ: плотность составляет примерно 1,10-1,25, и существенной разницы по сравнению с другими резинами и пластиками нет.
При одинаковой твердости плотность ТПУ полиэфирного типа ниже, чем ТПУ полиэфирного типа.
3、 Обработка ТПУ
Частицы ТПУ требуют различных процессов для формирования конечного продукта, в основном с использованием методов плавления и растворения для обработки ТПУ.
Обработка плавления — это широко используемый процесс в промышленности пластмасс, такой как смешивание, прокатка, экструзия, выдувное формование и формование;
Обработка раствора — это процесс приготовления раствора путем растворения частиц в растворителе или непосредственной полимеризации их в растворителе, а затем нанесения покрытия, формования и так далее.
Конечный продукт, изготовленный из ТПУ, обычно не требует реакции вулканизационной сшивки, что может сократить производственный цикл и переработать отходы.
4、 Производительность ТПУ
ТПУ обладает высоким модулем упругости, высокой прочностью, высоким удлинением и эластичностью, отличной износостойкостью, маслостойкостью, устойчивостью к низким температурам и устойчивостью к старению.
Высокая прочность на растяжение, высокое удлинение и низкая скорость остаточной деформации при длительном сжатии — все это существенные преимущества ТПУ.
СяоУ в основном подробно расскажет о механических свойствах ТПУ с точки зрения таких аспектов, как прочность на разрыв и удлинение, упругость, твердость и т. д.
Высокая прочность на разрыв и высокое удлинение
ТПУ обладает превосходной прочностью на разрыв и удлинением. Из данных на рисунке ниже мы видим, что прочность на разрыв и удлинение полиэфирного типа ТПУ намного лучше, чем у поливинилхлоридного пластика и резины.
Кроме того, ТПУ может соответствовать требованиям пищевой промышленности с добавлением небольшого количества добавок или без них во время обработки, чего также трудно достичь для других материалов, таких как ПВХ и резина.
Устойчивость очень чувствительна к температуре
Под устойчивостью ТПУ понимается степень, в которой он быстро восстанавливается в исходное состояние после снятия напряжения деформации, что выражается как энергия восстановления, которая представляет собой отношение работы по сокращению деформации к работе, необходимой для создания деформации. Это функция динамического модуля и внутреннего трения упругого тела и очень чувствительна к температуре.
Отскок уменьшается с понижением температуры до определенной температуры, и эластичность снова быстро возрастает. Эта температура является температурой кристаллизации мягкого сегмента, которая определяется строением макромолекулярного диола. ТПУ полиэфирного типа ниже, чем ТПУ полиэфирного типа. При температурах ниже температуры кристаллизации эластомер становится очень твердым и теряет эластичность. Поэтому упругость подобна отскоку от поверхности твердого металла.
Диапазон твердости по Шору A60-D80.
Твердость является показателем способности материала противостоять деформации, задиров и царапинам.
Твердость ТПУ обычно измеряют с помощью твердомеров по Шору А и Шору D, при этом Шор А используется для более мягких ТПУ, а Шор D — для более твердых ТПУ.
Твердость ТПУ можно регулировать, регулируя соотношение мягких и жестких сегментов цепи. Таким образом, ТПУ имеет относительно широкий диапазон твердости от A60 до D80 по Шору, охватывающий твердость резины и пластика, и обладает высокой эластичностью во всем диапазоне твердости.
При изменении твердости некоторые свойства ТПУ могут измениться. Например, увеличение твердости ТПУ приведет к таким изменениям в характеристиках, как увеличение модуля упругости и прочности на раздир, увеличение жесткости и сжимающего напряжения (грузоподъемности), уменьшение удлинения, увеличение плотности и динамического тепловыделения, а также повышение устойчивости к окружающей среде.
5. Применение ТПУ.
Как отличный эластомер, ТПУ имеет широкий спектр направлений последующей продукции и широко используется в предметах первой необходимости, спортивных товарах, игрушках, декоративных материалах и других областях.
Обувные материалы
ТПУ в основном используется для изготовления обуви из-за его превосходной эластичности и износостойкости. Обувные изделия, содержащие ТПУ, гораздо удобнее носить, чем обычные обувные изделия, поэтому они более широко используются в высококачественной обуви, особенно в некоторых видах спортивной обуви и повседневной обуви.
шланг
Благодаря своей мягкости, хорошей прочности на разрыв, ударной вязкости и устойчивости к высоким и низким температурам, шланги ТПУ широко используются в Китае в качестве газовых и масляных шлангов для механического оборудования, такого как самолеты, танки, автомобили, мотоциклы и станки.
кабель
ТПУ обеспечивает сопротивление разрыву, износостойкость и характеристики изгиба, при этом устойчивость к высоким и низким температурам является ключом к характеристикам кабеля. Таким образом, на китайском рынке в современных кабелях, таких как кабели управления и силовые кабели, используются ТПУ для защиты материалов покрытия сложных конструкций кабелей, и их применение становится все более распространенным.
Медицинские приборы
ТПУ представляет собой безопасный, стабильный и высококачественный материал-заменитель ПВХ, который не содержит фталатов и других химических вредных веществ и мигрирует в кровь или другие жидкости в медицинском катетере или медицинской сумке, вызывая побочные эффекты. Это также специально разработанный ТПУ для экструзии и литья под давлением.
фильм
Пленка ТПУ представляет собой тонкую пленку, изготовленную из гранулированного материала ТПУ с помощью специальных процессов, таких как прокатка, литье, выдувание и нанесение покрытия. Благодаря своей высокой прочности, износостойкости, хорошей эластичности и устойчивости к атмосферным воздействиям пленки ТПУ широко используются в промышленности, обувных материалах, пошиве одежды, автомобильной, химической, электронной, медицинской и других областях.
Время публикации: 05 февраля 2020 г.