Какво е термопластичен полиуретанов еластомер?

Какво е термопластичен полиуретанов еластомер?

Polyurethane elastomer is a variety of polyurethane synthetic materials (other varieties refer to polyurethane foam, polyurethane adhesive, polyurethane coating and polyurethane fiber), and Thermoplastic polyurethane elastomer is one of the three types of polyurethane elastomer, People commonly refer to it as TPU (the other two major types of polyurethane elastomers are cast polyurethane Еластомери, съкратени като CPU, и смесени полиуретанови еластомери, съкратени като MPU).

TPU е вид полиуретанов еластомер, който може да бъде пластифициран чрез нагряване и разтваряне чрез разтворител. В сравнение с CPU и MPU, TPU има малко или никакво химическо омрежване в своята химическа структура. Молекулярната му верига е основно линейна, но има определено количество физическо кръстосано свързване. Това е термопластичният полиуретанов еластомер, който е много характерен по структура.

Структура и класификация на TPU

Термопластичен полиуретанов еластомер е (AB) блок линеен полимер. А представлява полимерна полиол (естер или полиетер, молекулно тегло от 1000 ~ 6000) с високо молекулно тегло, наречено дълга верига; B представлява диол, съдържащ 2-12 въглеродни атома с права верига, наречен къса верига.

В структурата на термопластичния полиуретанов еластомер сегмент А се нарича мек сегмент, който има характеристиките на гъвкавостта и мекотата, което прави TPU да има разширяемост; Уретановата верига, генерирана от реакцията между В сегмента на В и изоцианат, се нарича твърд сегмент, който има както твърди, така и твърди свойства. Чрез регулиране на съотношението на A и B сегменти се правят продукти на TPU с различни физически и механични свойства.

Според меката структура на сегмента, тя може да бъде разделена на тип полиестер, тип полиетер и типа бутадиен, които съответно съдържат група ETHER, етер група или Butene Group. Според структурата на твърдия сегмент, тя може да бъде разделена на уретанов тип и уретанов тип урея, които се получават съответно от разширители на веригата на етилен гликол или разширители на диаминовата верига. Общата класификация е разделена на тип полиестер и полиетер.

Какви са суровините за синтеза на TPU?

(1) Полимен диол

Макромолекулярният диол с молекулно тегло, вариращо от 500 до 4000 и бифункционални групи, със съдържание от 50% до 80% в TPU еластомер, играе решителна роля във физическите и химичните свойства на TPU.

Полимерният диол, подходящ за TPU еластомер, може да бъде разделен на полиестер и полиетер: полиестерът включва политетраметилен адипинова киселина гликол (PBA) ε PCL, PHC; Политери включват полиоксипропилен етер гликол (PPG), тетрахидрофуран полиетер гликол (PTMG) и др.

(2) Диизоцианат

Молекулното тегло е малко, но функцията е изключителна, която не само играе ролята на свързване на мекия сегмент и твърдия сегмент, но и дарява TPU с различни добри физически и механични свойства. 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), и т.н.

(3) Разширяване на веригата

Верижният удължител с молекулно тегло 100 ~ 350, принадлежащ на малък молекулен диол, малко молекулно тегло, структура на отворена верига и никаква заместителна група е благоприятна за получаване на висока твърдост и високо скаларно тегло на TPU. Верижните разширители, подходящи за TPU, включват 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-бис (2-хидроксиетокси) бензол (HQEE), 1,4-циклохексаниметанол (CHDM), P-фенилдиметилгликол (PXG), и т.н.

Приложение на модификация на TPU като засилващ агент

За да се намалят разходите за продукти и да се получат допълнителни характеристики, полиуретановите термопластични еластомери могат да се използват като често използвани засилващи агенти за увеличаване на различни термопластични и модифицирани гумени материали.

Поради високата си полярност, полиуретанът може да бъде съвместим с полярни смоли или гуми, като хлориран полиетилен (CPE), който може да се използва за приготвяне на медицински продукти; Смесването с ABS може да замени инженерната термопластика за употреба; Когато се използва в комбинация с поликарбонат (PC), той има свойства като устойчивост на масло, устойчивост на гориво и устойчивост на удара и може да се използва за приготвяне на тела на автомобили; Когато се комбинира с полиестер, нейната здравина може да бъде подобрена; В допълнение, той може да бъде добре съвместим с PVC, полиоксиметилен или PVDC; Полиестерният полиуретан може да бъде добре съвместим с 15% нитрил каучук или 40% нитрилна каучукова/PVC смес; Полиетарът полиуретан също може да бъде добре съвместим с 40% нитрилна каучук/поливинилхлорид смес за смес; Той може да бъде съвместим и с акрилонитрил стирен (SAN) съполимери; Той може да образува структури на интерпенетиране на мрежата (IPN) с реактивни полисилоксани. По-голямата част от гореспоменатите смесени лепила вече са официално произведени.

През последните години се наблюдава все по -големи изследвания за засилването на POM от TPU в Китай. Смесването на TPU и POM не само подобрява високотемпературната устойчивост и механичните свойства на TPU, но и значително засилва POM. Някои изследователи показват, че при тестове за счупване на опън, в сравнение с POM матрицата, сплавта POM с TPU е преминала от чуплива фрактура към пластична фрактура. Добавянето на TPU също задава POM с производителност на паметта на формата. Кристалната област на POM служи като фиксирана фаза на сплавта на паметта на формата, докато аморфната област на аморфни TPU и POM служи като обратима фаза. Когато температурата на реакция на възстановяване е 165 ℃, а времето за възстановяване е 120 секунди, скоростта на възстановяване на сплавта достига над 95%, а ефектът на възстановяване е най -добрият.

TPU е трудно да бъде съвместим с неполярни полимерни материали като полиетилен, полипропилен, етилен пропилен каучук, бутадиен каучук, изопренов каучук или отпадъчен гумен прах и не може да се използва за производство на композити с добри характеристики. Следователно, методите на повърхностно обработка като плазма, корона, влажна химия, грунд, пламък или реактивен газ често се използват за последните. Например, американската компания за въздушни продукти и химикали е извършила активна обработка на повърхността на газовата повърхност на F2/O2 при ултра високо молекулно тегло полиетилен фин прах с молекулно тегло от 3-5 милиона и го добави към полиуретановия еластомер в съотношение 10%, което може значително да подобри модула му на огъване, плътна якост и устойчивост на износване. А активната обработка на газовата повърхност на F2/O2 може да се приложи и за насочените удължени къси влакна с дължина 6-35 мм, което може да подобри твърдостта и издръжливостта на композитния материал.

Какви са областите на приложение на TPU?

През 1958 г. Goodrich Chemical Company (сега преименувана на Lubrizol) регистрира марката TPU Estane за първи път. През последните 40 години има повече от 20 търговски марки по целия свят и всяка марка има няколко серии продукти. Понастоящем основните производители на суровини на TPU в света са: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding и др.

Като отличен еластомер, TPU има широка гама от продукти надолу по веригата, които се използват широко в ежедневните нужди, спортни стоки, играчки, декоративни материали и други полета. По -долу са няколко примера.

① Материали за обувки

TPU се използва главно за материали за обувки поради отличната си еластичност и устойчивост на износване. Продуктите за обувки, съдържащи TPU, са много по-удобни за носене от обикновените продукти за обувки, така че те се използват по-широко в продуктите от висок клас, особено някои спортни обувки и ежедневни обувки.

② маркучи

Поради своята мекота, добрата якост на опън, якостта на удара и устойчивостта на високи и ниски температури, TPU маркучите се използват широко в Китай като маркучи за газ и нефт за механично оборудване като самолети, резервоари, автомобили, мотоциклети и машинни инструменти.

③ кабел

TPU осигурява съпротивление на сълза, устойчивост на износване и характеристики на огъване, като високото и ниско температурно съпротивление са ключът към работата на кабела. Така на китайския пазар усъвършенстваните кабели като контролни кабели и захранващи кабели използват TPU за защита на покритието на сложни кабелни дизайни и техните приложения стават все по -широко разпространени.

④ Медицински изделия

TPU е безопасен, стабилен и висококачествен PVC заместващ материал, който няма да съдържа фталат и други химически вредни вещества и ще мигрира към кръвта или други течности в медицинския катетър или медицинска торбичка, за да причини странични ефекти. Освен това, специално разработената степен на екструзия и степен на инжектиране може лесно да се използва с малко отстраняване на грешки в съществуващото PVC оборудване.

⑤ превозни средства и други транспортни средства

Чрез екструдиране и покриване на двете страни на найлонова тъкан с полиуретанов термопластичен еластомер, надуваеми бойни салове на атака и разузнавателни салове, носещи 3-15 души, могат да бъдат направени, с много по-добри характеристики от вулканизирани гумени надуваеми салове; Полиуретановият термопластичен еластомер, подсилен със стъклени влакна, може да се използва за направата на компоненти на тялото, като формовани части от двете страни на самата кола, кожи на вратите, брони, ленти против триене и решетки.