Apa itu elastomer poliuretan termoplastik?

Apa itu elastomer poliuretan termoplastik?

Elastomer poliuretan adalah berbagai bahan sintetis poliuretan (varietas lain mengacu pada busa poliuretan, perekat poliuretan, pelapisan poliuretan dan serat poliuretan), dan elastomer poliuretana termoplastik yang umumnya merujuk pada tiga jenis poliurete, orang -orang yang merujuk pada hal itu seperti halnya. elastomer, disingkat CPU, dan elastomer poliuretan campuran, disingkat MPU).

TPU adalah sejenis elastomer poliuretan yang dapat diplastik dengan pemanasan dan dilarutkan dengan pelarut. Dibandingkan dengan CPU dan MPU, TPU memiliki sedikit atau tidak ada ikatan silang kimia dalam struktur kimianya. Rantai molekulnya pada dasarnya linier, tetapi ada sejumlah ikatan silang fisik tertentu. Ini adalah elastomer poliuretan termoplastik yang sangat khas dalam struktur.

Struktur dan Klasifikasi TPU

Elastomer poliuretan termoplastik adalah polimer linier blok (AB). A mewakili poliol polimer (ester atau polieter, berat molekul 1000 ~ 6000) dengan berat molekul tinggi, yang disebut rantai panjang; B mewakili diol yang mengandung 2-12 atom karbon rantai lurus, yang disebut rantai pendek.

Dalam struktur elastomer poliuretan termoplastik, segmen A disebut segmen lunak, yang memiliki karakteristik fleksibilitas dan kelembutan, membuat TPU memiliki ekstensibilitas; Rantai uretan yang dihasilkan oleh reaksi antara segmen B dan isocyanate disebut segmen keras, yang memiliki sifat kaku dan keras. Dengan menyesuaikan rasio segmen A dan B, produk TPU dengan sifat fisik dan mekanik yang berbeda dibuat.

Menurut struktur segmen lunak, dapat dibagi menjadi tipe poliester, tipe polieter, dan tipe butadiene, yang masing -masing mengandung kelompok ester, kelompok eter, atau kelompok butene. Menurut struktur segmen keras, dapat dibagi menjadi tipe uretan dan tipe urea uretan, yang masing -masing diperoleh dari rantai rantai etilena glikol atau ekstender rantai diamine. Klasifikasi umum dibagi menjadi tipe poliester dan jenis polieter.

Apa bahan baku untuk sintesis TPU?

(1) Diol polimer

Diol makromolekul dengan berat molekul mulai dari 500 hingga 4000 dan kelompok bifungsional, dengan kandungan 50% hingga 80% dalam elastomer TPU, memainkan peran yang menentukan dalam sifat fisik dan kimia TPU.

Diol polimer yang cocok untuk elastomer TPU dapat dibagi menjadi poliester dan polieter: poliester termasuk polytetramethylene adipic acid glycol (PBA) ε PCL, PHC; Polyethers termasuk polyoxypropylene eter glikol (PPG), tetrahydrofuran polyether glycol (PTMG), dll.

(2) Diisocyanate

Berat molekulnya kecil tetapi fungsinya luar biasa, yang tidak hanya memainkan peran menghubungkan segmen lunak dan segmen keras, tetapi juga memberikan TPU dengan berbagai sifat fisik dan mekanik yang baik. Diisosianat yang berlaku untuk TPU adalah: methylene diphenyl diisocyanate (MDI), metilen bis (-4-sikloheksil isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (pPDI), 1,5-naphthalenate (pPDI), 1,5-Naphthalenate (pPDI-pPDI), 1,5-n- (Pxdi), dll.

(3) Rantai Extender

Rantai extender dengan berat molekul 100 ~ 350, milik diol molekul kecil, berat molekul kecil, struktur rantai terbuka dan tidak ada gugus substituen yang kondusif untuk mendapatkan kekerasan tinggi dan berat skalar tinggi TPU. Extender rantai yang cocok untuk TPU termasuk 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzena (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (pxg), dll.

Aplikasi modifikasi TPU sebagai agen penguratan

Untuk mengurangi biaya produk dan mendapatkan kinerja tambahan, elastomer termoplastik poliuretan dapat digunakan sebagai agen penguratan yang umum digunakan untuk memperkuat berbagai bahan karet termoplastik dan yang dimodifikasi.

Karena polaritasnya yang tinggi, poliuretan dapat kompatibel dengan resin polar atau karet, seperti polietilen terklorinasi (CPE), yang dapat digunakan untuk membuat produk medis; Blending dengan ABS dapat menggantikan termoplastik teknik untuk digunakan; Ketika digunakan dalam kombinasi dengan polikarbonat (PC), ia memiliki sifat seperti ketahanan oli, ketahanan bahan bakar, dan resistensi dampak, dan dapat digunakan untuk membuat badan mobil; Ketika dikombinasikan dengan poliester, ketangguhannya dapat ditingkatkan; Selain itu, dapat kompatibel dengan baik dengan PVC, polioxymethylene atau PVDC; Poliuretan poliester dapat kompatibel dengan baik dengan 15% karet nitril atau campuran karet nitril/PVC 40%; Poliuretan polieter juga dapat kompatibel dengan baik dengan perekat campuran karet/polyvinyl klorida 40%; Ini juga dapat kompatibel dengan kopolimer acrylonitrile styrene (SAN); Ini dapat membentuk struktur interpenetrating network (IPN) dengan polisiloksan reaktif. Sebagian besar perekat campuran yang disebutkan di atas telah secara resmi diproduksi.

Dalam beberapa tahun terakhir, ada peningkatan penelitian tentang pengurutan POM oleh TPU di Cina. Pencampuran TPU dan POM tidak hanya meningkatkan resistensi suhu tinggi dan sifat mekanik TPU, tetapi juga secara signifikan memperkuat POM. Beberapa peneliti telah menunjukkan bahwa dalam tes fraktur tarik, dibandingkan dengan matriks POM, paduan POM dengan TPU telah beralih dari fraktur rapuh ke fraktur ulet. Penambahan TPU juga mendukung POM dengan kinerja memori bentuk. Wilayah kristal POM berfungsi sebagai fase tetap dari bentuk paduan memori bentuk, sedangkan daerah amorf dari TPU dan POM amorf berfungsi sebagai fase reversibel. Ketika suhu respons pemulihan adalah 165 ℃ dan waktu pemulihan adalah 120 detik, tingkat pemulihan paduan mencapai lebih dari 95%, dan efek pemulihan adalah yang terbaik.

TPU sulit untuk kompatibel dengan bahan polimer non-polar seperti polietilen, polypropylene, karet etilena propilen, karet butadiene, karet isoprene atau bubuk karet limbah, dan tidak dapat digunakan untuk menghasilkan komposit dengan kinerja yang baik. Oleh karena itu, metode perlakuan permukaan seperti plasma, korona, kimia basah, primer, api atau gas reaktif sering digunakan untuk yang terakhir. Sebagai contoh, Perusahaan Produk dan Bahan Kimia Amerika telah melakukan perlakuan permukaan gas aktif F2/O2 pada bubuk halus polietilen berat molekul ultra-tinggi dengan berat molekul 3-5 juta, dan menambahkannya ke elastomer poliuretan pada rasio 10%, yang secara signifikan dapat meningkatkan modulus lentur, kekuatan tarik dan hambatan keausan. Dan perlakuan permukaan gas aktif F2/O2 juga dapat diterapkan pada serat pendek yang memanjang secara terarah dengan panjang 6-35mm, yang dapat meningkatkan kekakuan dan ketangguhan robek dari bahan komposit.

Apa area aplikasi TPU?

Pada tahun 1958, Goodrich Chemical Company (sekarang berganti nama menjadi Lubrizol) mendaftarkan merek TPU Estane untuk pertama kalinya. Selama 40 tahun terakhir, ada lebih dari 20 nama merek di seluruh dunia, dan masing -masing merek memiliki beberapa rangkaian produk. Saat ini, produsen bahan baku TPU utama di dunia adalah: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, dll.

Sebagai elastomer yang sangat baik, TPU memiliki berbagai produk hilir, yang banyak digunakan dalam kebutuhan sehari -hari, barang olahraga, mainan, bahan dekoratif, dan bidang lainnya. Di bawah ini adalah beberapa contoh.

① Bahan sepatu

TPU terutama digunakan untuk bahan sepatu karena elastisitas dan ketahanan aus yang sangat baik. Produk alas kaki yang mengandung TPU jauh lebih nyaman dipakai daripada produk alas kaki biasa, sehingga mereka lebih banyak digunakan dalam produk alas kaki kelas atas, terutama beberapa sepatu olahraga dan sepatu kasual.

② Selang

Karena kelembutannya, kekuatan tarik yang baik, kekuatan benturan, dan ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah, selang TPU banyak digunakan di Cina sebagai selang gas dan oli untuk peralatan mekanis seperti pesawat terbang, tangki, mobil, sepeda motor, dan peralatan mesin.

③ Kabel

TPU memberikan ketahanan air mata, ketahanan aus, dan karakteristik lentur, dengan ketahanan suhu tinggi dan rendah menjadi kunci kinerja kabel. Jadi di pasar Cina, kabel canggih seperti kabel kontrol dan kabel daya menggunakan TPU untuk melindungi bahan pelapis desain kabel yang kompleks, dan aplikasinya menjadi semakin luas.

④ Perangkat medis

TPU adalah bahan pengganti PVC yang aman, stabil, dan berkualitas tinggi, yang tidak akan mengandung ftalat dan zat berbahaya bahan kimia lainnya, dan akan bermigrasi ke darah atau cairan lain dalam kateter medis atau tas medis untuk menyebabkan efek samping. Selain itu, tingkat ekstrusi yang dikembangkan secara khusus dan TPU kelas injeksi dapat dengan mudah digunakan dengan sedikit debugging dalam peralatan PVC yang ada.

⑤ Kendaraan dan alat transportasi lainnya

Dengan mengekstrusi dan melapisi kedua sisi kain nilon dengan elastomer termoplastik poliuretan, rakit serangan tempur karet dan rakit pengintaian yang membawa 3-15 orang dapat dibuat, dengan kinerja yang jauh lebih baik daripada rakit tiup karet karet vulkanisir; Elastomer termoplastik poliuretan yang diperkuat dengan serat kaca dapat digunakan untuk membuat komponen tubuh seperti bagian yang dicetak di kedua sisi mobil itu sendiri, kulit pintu, bumper, strip anti gesekan, dan kisi -kisi.