Pada tahun 1958, Goodrich Chemical Company (sekarang berganti nama menjadi Lubrizol) mendaftarkan merek TPU Estane untuk pertama kalinya. Selama 40 tahun terakhir, telah ada lebih dari 20 nama merek di seluruh dunia, dan setiap merek memiliki beberapa seri produk. Saat ini, produsen bahan baku TPU terutama meliputi BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, dll.
1、 Kategori TPU
Menurut struktur segmen lunaknya, dapat dibagi menjadi jenis poliester, jenis polieter, dan jenis butadiena, yang masing-masing mengandung gugus ester, gugus eter, atau gugus butena.
Berdasarkan struktur segmen kerasnya, dapat dibagi menjadi tipe uretan dan tipe uretan urea, yang masing-masing diperoleh dari pemanjang rantai etilen glikol atau pemanjang rantai diamina. Klasifikasi umum dibagi menjadi tipe poliester dan tipe polieter.
Berdasarkan ada tidaknya ikatan silang, dapat dibagi menjadi termoplastik murni dan semi termoplastik.
Yang pertama memiliki struktur linier murni dan tidak ada ikatan silang; Yang terakhir mengandung sejumlah kecil ikatan silang seperti ester asam alofanat.
Berdasarkan penggunaan produk jadinya, dapat dibagi menjadi bagian profil (berbagai elemen mesin), pipa (selubung, profil batang), film (lembaran, pelat tipis), perekat, pelapis, serat, dan lain-lain.
2、Sintesis TPU
TPU tergolong poliuretan dalam hal struktur molekul. Jadi, bagaimana ia terbentuk?
Menurut proses sintesis yang berbeda, polimerisasi terutama dibagi menjadi polimerisasi massal dan polimerisasi larutan.
Dalam polimerisasi massal, berdasarkan ada atau tidaknya reaksi awal, dapat pula dibagi menjadi metode prapolimerisasi dan metode satu langkah:
Metode prepolimerisasi melibatkan reaksi diisosianat dengan diol makromolekul selama jangka waktu tertentu sebelum menambahkan perpanjangan rantai untuk menghasilkan TPU;
Metode satu langkah melibatkan pencampuran dan reaksi secara bersamaan diol makromolekul, diisosianat, dan pemanjang rantai untuk membentuk TPU.
Polimerisasi larutan melibatkan pelarutan diisosianat terlebih dahulu dalam suatu pelarut, kemudian menambahkan diol makromolekul untuk bereaksi selama periode waktu tertentu, dan akhirnya menambahkan pemanjang rantai untuk menghasilkan TPU.
Jenis segmen lunak TPU, berat molekul, kandungan segmen keras atau lunak, dan keadaan agregasi TPU dapat memengaruhi kepadatan TPU, dengan kepadatan sekitar 1,10-1,25, dan tidak ada perbedaan signifikan dibandingkan dengan karet dan plastik lainnya.
Pada kekerasan yang sama, kerapatan TPU jenis poliester lebih rendah daripada kerapatan TPU jenis poliester.
3、 Pengolahan TPU
Partikel TPU memerlukan berbagai proses untuk membentuk produk akhir, terutama menggunakan metode peleburan dan pelarutan untuk pemrosesan TPU.
Proses peleburan merupakan proses yang umum digunakan dalam industri plastik, seperti pencampuran, penggulungan, ekstrusi, pencetakan tiup, dan pencetakan;
Pemrosesan larutan adalah proses menyiapkan larutan dengan melarutkan partikel dalam pelarut atau secara langsung mempolimerisasikannya dalam pelarut, lalu melapisi, memintal, dan seterusnya.
Produk akhir yang terbuat dari TPU umumnya tidak memerlukan reaksi ikatan silang vulkanisasi, yang dapat memperpendek siklus produksi dan mendaur ulang bahan limbah.
4、 Kinerja TPU
TPU memiliki modulus tinggi, kekuatan tinggi, perpanjangan dan elastisitas tinggi, ketahanan aus yang sangat baik, ketahanan minyak, ketahanan suhu rendah, dan ketahanan penuaan.
Kekuatan tarik tinggi, perpanjangan tinggi, dan tingkat deformasi permanen kompresi jangka panjang yang rendah merupakan keunggulan signifikan TPU.
XiaoU terutama akan menguraikan sifat mekanik TPU dari aspek-aspek seperti kekuatan tarik dan perpanjangan, ketahanan, kekerasan, dll.
Kekuatan tarik tinggi dan perpanjangan tinggi
TPU memiliki kekuatan tarik dan perpanjangan yang sangat baik. Dari data pada gambar di bawah, kita dapat melihat bahwa kekuatan tarik dan perpanjangan TPU jenis polieter jauh lebih baik daripada plastik polivinil klorida dan karet.
Selain itu, TPU dapat memenuhi persyaratan industri makanan dengan sedikit atau tanpa tambahan bahan tambahan selama pemrosesan, yang juga sulit dicapai oleh bahan lain seperti PVC dan karet.
Ketahanan sangat sensitif terhadap suhu
Ketahanan TPU mengacu pada tingkat pemulihannya yang cepat ke keadaan semula setelah tegangan deformasi dilepaskan, yang dinyatakan sebagai energi pemulihan, yang merupakan rasio kerja retraksi deformasi terhadap kerja yang diperlukan untuk menghasilkan deformasi. Ini adalah fungsi dari modulus dinamis dan gesekan internal dari benda elastis dan sangat sensitif terhadap suhu.
Pantulan menurun seiring dengan penurunan suhu hingga suhu tertentu, dan elastisitas meningkat lagi dengan cepat. Suhu ini adalah suhu kristalisasi segmen lunak, yang ditentukan oleh struktur diol makromolekul. TPU jenis polieter lebih rendah daripada TPU jenis poliester. Pada suhu di bawah suhu kristalisasi, elastomer menjadi sangat keras dan kehilangan elastisitasnya. Oleh karena itu, ketahanannya mirip dengan pantulan dari permukaan logam keras.
Kisaran kekerasannya adalah Shore A60-D80
Kekerasan merupakan indikator kemampuan suatu material untuk menahan deformasi, goresan, dan tekanan.
Kekerasan TPU biasanya diukur menggunakan penguji kekerasan Shore A dan Shore D, dengan Shore A digunakan untuk TPU yang lebih lunak dan Shore D digunakan untuk TPU yang lebih keras.
Kekerasan TPU dapat disesuaikan dengan menyesuaikan proporsi segmen rantai lunak dan keras. Oleh karena itu, TPU memiliki rentang kekerasan yang relatif luas, mulai dari Shore A60-D80, mencakup kekerasan karet dan plastik, serta memiliki elastisitas tinggi di seluruh rentang kekerasan.
Saat kekerasan berubah, beberapa sifat TPU dapat berubah. Misalnya, peningkatan kekerasan TPU akan menghasilkan perubahan kinerja seperti peningkatan modulus tarik dan kekuatan sobek, peningkatan kekakuan dan tegangan tekan (kapasitas beban), penurunan perpanjangan, peningkatan kepadatan dan pembangkitan panas dinamis, serta peningkatan ketahanan lingkungan.
5、 Aplikasi TPU
Sebagai elastomer yang unggul, TPU memiliki berbagai arah produk hilir dan banyak digunakan dalam kebutuhan sehari-hari, peralatan olahraga, mainan, bahan dekoratif, dan bidang lainnya.
Bahan sepatu
TPU terutama digunakan untuk bahan sepatu karena elastisitasnya yang sangat baik dan ketahanan ausnya. Produk alas kaki yang mengandung TPU jauh lebih nyaman dipakai daripada produk alas kaki biasa, sehingga lebih banyak digunakan dalam produk alas kaki kelas atas, terutama beberapa sepatu olahraga dan sepatu kasual.
selang
Karena kelembutannya, kekuatan tarik yang baik, kekuatan benturan, dan ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah, selang TPU banyak digunakan di China sebagai selang gas dan minyak untuk peralatan mekanis seperti pesawat terbang, tank, mobil, sepeda motor, dan peralatan mesin.
kabel
TPU memberikan ketahanan sobek, ketahanan aus, dan karakteristik tekukan, dengan ketahanan suhu tinggi dan rendah menjadi kunci kinerja kabel. Jadi di pasar Tiongkok, kabel canggih seperti kabel kontrol dan kabel daya menggunakan TPU untuk melindungi bahan pelapis desain kabel yang rumit, dan aplikasinya menjadi semakin meluas.
Alat kesehatan
TPU adalah bahan pengganti PVC yang aman, stabil, dan berkualitas tinggi, yang tidak mengandung Phthalate dan zat kimia berbahaya lainnya, dan tidak akan berpindah ke darah atau cairan lain dalam kateter medis atau tas medis sehingga menimbulkan efek samping. TPU ini juga merupakan TPU kelas ekstrusi dan kelas injeksi yang dikembangkan secara khusus.
film
Film TPU adalah film tipis yang terbuat dari bahan granular TPU melalui proses khusus seperti penggulungan, pengecoran, peniupan, dan pelapisan. Karena kekuatannya yang tinggi, ketahanan aus, elastisitas yang baik, dan ketahanan terhadap cuaca, film TPU banyak digunakan dalam berbagai industri, bahan sepatu, perlengkapan pakaian, otomotif, kimia, elektronik, medis, dan bidang lainnya.
Waktu posting: 05-Feb-2020