מהו אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטי?

מהו אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטי?

אלסטומר פוליאוריטן הוא מגוון של חומרים סינתטיים פוליאוריטניים (זנים אחרים מתייחסים לקצף פוליאוריתן, דבק פוליאוריטן, ציפוי פוליאוריתן וסיבים פוליאוריטן), ואלסטומר תרמופלסטי הוא אחד משני הפוליאורנים של פוליאורטן, הם סוגים של פוליאורטן, הם סוגים של Polyorthan, אלסטומרים, מקוצרים כ- CPU, ואלסטומרים פוליאוריטן מעורבים, מקוצרים כ- MPU).

TPU הוא סוג של אלסטומר פוליאוריטן שניתן להפלילציה על ידי חימום ומומס על ידי ממס. בהשוואה ל- CPU ו- MPU, ל- TPU יש מעט או ללא קישור צולב כימי במבנה הכימי שלו. השרשרת המולקולרית שלה היא בעצם ליניארית, אך יש כמות מסוימת של קישור צולב פיזי. זהו אלסטומר הפוליאוריטן התרמופלסטי שמאפיין מאוד במבנה.

מבנה וסיווג של TPU

אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטי הוא פולימר ליניארי בלוק. A מייצג פוליול פולימר (אסטר או פוליאת ', משקל מולקולרי של 1000 ~ 6000) עם משקל מולקולרי גבוה, הנקרא שרשרת ארוכה; B מייצג דיול המכיל 2-12 אטומי פחמן שרשרת ישר, המכונה שרשרת קצרה.

במבנה של אלסטומר פוליאוריטן תרמופלסטי, קטע A נקרא קטע רך, שיש לו מאפיינים של גמישות ורכות, מה שהופך את ה- TPU להרחבה; שרשרת האורתן הנוצרת על ידי התגובה בין קטע B לאיזוציאנט נקראת קטע קשה, שיש לו תכונות נוקשות וקשות כאחד. על ידי התאמת היחס בין מגזרי A ו- B, מוצרי TPU עם תכונות פיזיקליות ומכניות שונות.

על פי מבנה הקטע הרך, ניתן לחלק אותו לסוג פוליאסטר, סוג פוליאתר וסוג בוטדיאן, המכילים בהתאמה קבוצת אסטר, קבוצת אתר או קבוצת בוטן. על פי מבנה הקטע הקשיח, ניתן לחלק אותו לסוג האורתן ולסוג אוריאה של אוורתן, המתקבלים בהתאמה ממאריכי שרשרת אתילן גליקול או מרחיבי שרשרת דימיין. הסיווג הנפוץ מחולק לסוג פוליאסטר וסוג פוליתר.

מהם חומרי הגלם לסינתזת TPU?

(1) פולימר דיול

דיול מקרומולקולרי עם משקל מולקולרי שנע בין 500 ל 4000 וקבוצות דו -פונקציונליות, עם תוכן של 50% עד 80% באלסטומר TPU, ממלא תפקיד מכריע בתכונות הפיזיקליות והכימיות של TPU.

ניתן לחלק את דיול הפולימר המתאים לאלסטומר TPU לפוליאסטר ופוליתר: פוליאסטר כולל פוליטטרמתילן חומצה אדיפית גליקול (PBA) ε PCL, PHC; פוליאתרים כוללים את האתר הפוליוקסיפרופילן גליקול (PPG), טטרהידרופוראן פוליתר גליקול (PTMG) וכו '.

(2) Diisocyanate

המשקל המולקולרי הוא קטן אך הפונקציה יוצאת מן הכלל, מה שלא רק ממלא את התפקיד של חיבור הקטע הרך והקטע הקשיח, אלא גם מקנה את ה- TPU עם תכונות פיזיות ומכניות טובות שונות. ה- Diisocyanates החלים על ה- TPU הם: מתילן דיפניל דייסוציאנט (MDI), מתילן BIS (-4-ציקלוהקסיל איזוציאנט) (HMDI), P-phenyldiisocyanate (ppdi), 1,5-naphthalenen diisocyanate (ppdi), ppdi), ppedi), ppdi) (ndiyl, ppedimaty) (ndiyldyldy) (ndiyldylen, (PXDI) וכו '.

(3) מאריך שרשרת

מאריך השרשרת עם משקל מולקולרי של 100 ~ 350, השייך לדיול מולקולרי קטן, משקל מולקולרי קטן, מבנה שרשרת פתוחה ואף קבוצה מחליפה אינה תורמת להשגת קשיות גבוהה ומשקל סקלרי גבוה של TPU. מרחיבי השרשרת המתאימים ל- TPU כוללים 1,4-בוטנדיול (BDO), 1,4-BIS (2-hydroxyethoxy) בנזן (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), P-phenyldylglycol (PXG), וכו '.

יישום שינוי של TPU כסוכן הקשרה

על מנת להפחית את עלויות המוצר ולקבל ביצועים נוספים, ניתן להשתמש באלסטומרים תרמופלסטיים פוליאוריתניים כמשתפי התקשורת נפוצים כדי להקשיח חומרי גומי תרמופלסטיים שונים ומשתנים.

בשל הקוטביות הגבוהה שלו, פוליאוריטן יכול להיות תואם לשרפים קוטביים או גומי, כמו פוליאתילן כלור (CPE), אשר ניתן להשתמש בהם לייצור מוצרים רפואיים; מיזוג עם ABS יכול להחליף תרמופלסטיקה הנדסית לשימוש; כאשר משתמשים בו בשילוב עם פוליקרבונט (PC), יש לו תכונות כמו עמידות בשמן, עמידות בדלק ועמידות בפני השפעה, וניתן להשתמש בהן לייצור גופי רכב; בשילוב עם פוליאסטר, ניתן לשפר את הקשיחות שלו; בנוסף, זה יכול להיות תואם היטב ל- PVC, polyoxymethylene או PVDC; פוליאוריטן פוליאסטר יכול להיות תואם היטב לתערובת 15% גומי ניטריל או 40% גומי ניטריל/PVC; פוליאוריתן פוליאתר יכול להיות תואם היטב גם עם דבק תערובת גומי ניטריל/פוליוויניל כלוריד; זה יכול להיות גם תואם CO עם קופולימרים של אקרילוניטריל סטירן (SAN); זה יכול ליצור מבני רשת משתלבים (IPN) עם פוליסילוקסאנים תגוביים. הרוב המכריע של הדבקים המעורבים לעיל כבר הופקו רשמית.

בשנים האחרונות חלה מחקר הולך וגובר בנושא הקשרה של POM על ידי TPU בסין. מיזוג TPU ו- POM לא רק משפר את ההתנגדות לטמפרטורה גבוהה ואת התכונות המכניות של TPU, אלא גם מקשים משמעותית את POM. חלק מהחוקרים הראו כי בבדיקות שבר מתיחה, בהשוואה למטריצת POM, סגסוגת POM עם TPU עברה משבר שביר לשבר רקיע. תוספת TPU גם מעניקה את POM עם ביצועי זיכרון צורה. האזור הגבישי של POM משמש כשלב הקבוע של סגסוגת זיכרון הצורה, ואילו האזור האמורפי של TPU ו- POM אמורפי משמש כשלב הפיך. כאשר טמפרטורת תגובת ההתאוששות היא 165 ℃ וזמן ההחלמה הוא 120 שניות, שיעור ההתאוששות של הסגסוגת מגיע ליותר מ- 95%, ואפקט ההחלמה הוא הטוב ביותר.

TPU קשה להיות תואם לחומרים פולימריים שאינם קוטביים כמו פוליאתילן, פוליפרופילן, גומי אתילן פרופילן, גומי בוטדין, גומי איזופרן או אבקת גומי פסולת, ולא ניתן להשתמש בהן לייצור מרוכבים עם ביצועים טובים. לפיכך, לרוב משתמשים בשיטות טיפול לפני השטח כמו פלזמה, קורונה, כימיה רטובה, פריימר, להבה או גז תגובתי. לדוגמה, חברת מוצרי האוויר והכימיקלים האמריקאית ביצעה טיפול משטח גז פעיל F2/O2 על אבקת פוליאתילן משקל מולקולרית גבוהה במיוחד עם משקל מולקולרי של 3-5 מיליון, והוסיפה אותה לאלסטומר הפוליאוריטן ביחס של 10%, שיכולה לשפר משמעותית את מודול הכפוף שלו, חוזק הטנסי והבלאי. וניתן ליישם את הטיפול במשטח הגז הפעיל F2/O2 גם על הסיבים הקצרים המוארכים בכיוון באורך של 6-35 מ"מ, שיכולים לשפר את הנוקשות וקשיחות הדמעות של החומר המורכב.

מהם אזורי היישום של TPU?

בשנת 1958 רשמה חברת Goodrich Chemical Company (כיום ששמה שונה לובריזול) את המותג TPU אסטאן לראשונה. במהלך 40 השנים האחרונות היו יותר מ 20 שמות מותגים ברחבי העולם, ולכל מותג יש כמה סדרות של מוצרים. נכון לעכשיו, היצרנים העיקריים של חומרי הגלם TPU בעולם הם: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding וכו '.

כאלסטומר מצוין, ל- TPU מגוון רחב של מוצרים במורד הזרם, הנמצאים בשימוש נרחב בצרכים יומיומיים, מוצרי ספורט, צעצועים, חומרים דקורטיביים ותחומים אחרים. להלן מספר דוגמאות.

① חומרי נעליים

TPU משמש בעיקר לחומרי נעליים בגלל האלסטיות המצוינת והתנגדות הבלאי. מוצרי הנעלה המכילים TPU נוחים הרבה יותר ללבוש מאשר מוצרי הנעלה רגילים, כך שהם נמצאים בשימוש נרחב יותר במוצרי הנעלה מתקדמים, במיוחד כמה נעלי ספורט ונעלי מזדמנים.

② צינורות

בשל רכותו, חוזק מתיחה טוב, חוזק ההשפעה והתנגדות לטמפרטורות גבוהות ונמוכות, צינורות TPU נמצאים בשימוש נרחב בסין כצינורות גז ושמן לציוד מכני כמו מטוסים, טנקים, מכוניות, אופנועים וכלי מכונה.

③ כבל

TPU מספקת עמידות בפני דמעה, עמידות בלאי ומאפייני כיפוף, כאשר התנגדות לטמפרטורה גבוהה ונמוכה היא המפתח לביצועי הכבלים. אז בשוק הסיני, כבלים מתקדמים כמו כבלי בקרה וכבלי חשמל משתמשים ב- TPUs כדי להגן על חומרי הציפוי של עיצובים כבלים מורכבים, ויישומיהם הופכים נפוצים יותר ויותר.

④ מכשירים רפואיים

TPU הוא חומר תחליף PVC בטוח, יציב ואיכותי, אשר לא יכיל חומרים מזיקים של פתלטים ואחרים כימיים, ויידור לדם או נוזלים אחרים בצנתר הרפואי או שקית רפואית כדי לגרום לתופעות לוואי. יתר על כן, ניתן להשתמש בקלות בקלות בכיתת השחזור וה- TPU בדרגת הזרקה עם מעט ניפוי באגים בציוד ה- PVC הקיים.

⑤ כלי רכב ואמצעי תחבורה אחרים

על ידי החזקה וציפוי של שני צידי בד ניילון עם אלסטומר תרמופלסטי פוליאוריטן, ניתן לבצע רפסודות תקיפה מתנפחות ורפסודות סיור הנושאות 3-15 אנשים, עם ביצועים טובים בהרבה מאשר רפסודות מתנפחות בגומי; ניתן להשתמש באלסטומר תרמופלסטי של פוליאוריטן מחוזק בסיבי זכוכית לייצור רכיבי גוף כמו חלקים מעוצבים משני צידי המכונית עצמה, עורות דלתות, פגושים, רצועות אנטי חיכוך וסורג.