TPU - бул диизоцианаттардан, полиолдордон жана чынжыр узарткычтарынан турган көп фазалуу блоктук сополимер болгон полиуретан термопластикалык эластомер. Жогорку өндүрүмдүү эластомер катары TPU кеңири агымдагы продукция багыттарына ээ жана күнүмдүк керектелүүчү буюмдарда, спорттук жабдууларда, оюнчуктарда, декоративдик материалдарда жана бут кийим материалдары, шлангдар, кабелдер, медициналык шаймандар ж.б. сыяктуу башка тармактарда кеңири колдонулат.
Учурда, негизги TPU чийки зат өндүрүүчүлөрүнө BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical кирет.Linghua New Materials, жана башкалар. Ата мекендик ишканалардын жайгашуусу жана кубаттуулугунун кеңейиши менен, TPU тармагы учурда абдан атаандаштыкка жөндөмдүү. Бирок, жогорку класстагы колдонуу тармагында ал дагы эле импортко көз каранды, бул дагы Кытайдын жетишкендиктерге жетиши керек болгон тармак. Келгиле, TPU продукцияларынын келечектеги рыноктук келечеги жөнүндө сүйлөшөлү.
1. Суперкритикалык көбүктөнүүчү E-TPU
2012-жылы Adidas жана BASF биргелешип EnergyBoost чуркоо бут кийим брендин иштеп чыгышкан, ал ортоңку таман материалы катары көбүктүү TPU (соода аталышы infinergy) колдонот. EVA ортоңку тамандарына салыштырмалуу, субстрат катары Shore A катуулугу 80-85 болгон полиэфир TPU колдонулгандыктан, көбүктүү TPU ортоңку тамандары 0 ℃ төмөн чөйрөдө дагы эле жакшы ийкемдүүлүктү жана жумшактыкты сактай алат, бул кийүү ыңгайлуулугун жакшыртат жана рынокто кеңири таанылган.
2. Була менен бекемделген модификацияланган TPU композиттик материалы
TPU жакшы соккуга туруктуулукка ээ, бирок кээ бир колдонмолордо жогорку ийкемдүүлүк модулу жана өтө катуу материалдар талап кылынат. Айнек буласын арматуралоону модификациялоо - материалдардын ийкемдүүлүк модулун жогорулатуу үчүн кеңири колдонулган ыкма. Модификациялоо аркылуу жогорку ийкемдүүлүк модулу, жакшы изоляция, күчтүү ысыкка туруктуулук, жакшы ийкемдүүлүктү калыбына келтирүү көрсөткүчү, жакшы коррозияга туруктуулук, соккуга туруктуулук, кеңейүүнүн төмөн коэффициенти жана өлчөмдүү туруктуулук сыяктуу көптөгөн артыкчылыктарга ээ термопластикалык композиттик материалдарды алууга болот.
BASF өзүнүн патентинде айнектин кыска булаларын колдонуу менен жогорку модулдуу айнек буласы менен бекемделген TPU даярдоо технологиясын киргизди. Шор D катуулугу 83 болгон TPU политетрафторэтиленгликолду (PTMEG, Mn=1000), MDI жана 1,4-бутандиолду (BDO) чийки зат катары 1,3-пропандиол менен аралаштыруу аркылуу синтезделген. Бул TPU 18,3 ГПа серпилгичтик модулу жана 244 МПа созулууга туруктуу композиттик материал алуу үчүн 52:48 массалык катышында айнек буласы менен кошулган.
Айнек буласынан тышкары, көмүртек буласынан жасалган композиттик TPU колдонгон продукциялар жөнүндө да маалыматтар бар, мисалы, Covestro компаниясынын Maezio көмүртек буласынан жасалган/TPU композиттик тактасы, анын серпилгичтик модулу 100 ГПа чейин жана тыгыздыгы металлдарга караганда төмөн.
3. Галогенсиз жалынга чыдамдуу TPU
TPU жогорку бекемдикке, жогорку бышыктыкка, эң сонун эскирүүгө туруктуулукка жана башка касиеттерге ээ, бул аны зымдар жана кабелдер үчүн абдан ылайыктуу кабык материалына айлантат. Бирок заряддоо станциялары сыяктуу колдонуу тармактарында жогорку жалынга чыдамдуулугу талап кылынат. TPUнун жалынга чыдамдуулугун жакшыртуунун жалпысынан эки жолу бар. Бири - реактивдүү жалынга чыдамдуу модификация, ал химиялык байланыш аркылуу TPU синтезине фосфор, азот жана башка элементтерди камтыган полиолдор же изоцианаттар сыяктуу жалынга чыдамдуу материалдарды киргизүүнү камтыйт; Экинчиси - кошумча жалынга чыдамдуу модификация, ал TPUну субстрат катары колдонууну жана эритинди аралаштыруу үчүн жалынга чыдамдуу заттарды кошууну камтыйт.
Реактивдүү модификация TPUнун түзүлүшүн өзгөртө алат, бирок кошумча жалынга чыдамдуу заттын көлөмү көп болгондо, TPUнун күчү төмөндөйт, иштетүү көрсөткүчү начарлайт жана аз өлчөмдө кошуу жалынга чыдамдуу заттын талап кылынган деңгээлине жете албайт. Учурда заряддоо станцияларынын колдонулушуна чындап жооп бере турган коммерциялык жактан жеткиликтүү жогорку жалынга чыдамдуу продукт жок.
Мурдагы Bayer MaterialScience (азыркы Kostron) бир жолу патентте фосфин кычкылына негизделген полиол (IHPO) камтыган органикалык фосфорду киргизген. IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI жана BDOдон синтезделген полиэфир TPU эң сонун жалынга чыдамдуулукту жана механикалык касиеттерди көрсөтөт. Экструзия процесси жылмакай, ал эми продуктунун бети жылмакай.
Галогенсиз жалынга каршы каражаттарды кошуу учурда галогенсиз жалынга каршы TPU даярдоонун эң кеңири колдонулган техникалык жолу болуп саналат. Негизинен, фосфор негизиндеги, азот негизиндеги, кремний негизиндеги, бор негизиндеги жалынга каршы каражаттар кошулат же жалынга каршы каражаттар катары металл гидроксиддери колдонулат. TPUнун өзүнө гана мүнөздүү күйүүчүлүгүнөн улам, күйүү учурунда туруктуу жалынга каршы катмарды түзүү үчүн көбүнчө 30% дан ашык жалынга каршы толтуруучу каражат талап кылынат. Бирок, кошулган жалынга каршы каражаттын көлөмү көп болгондо, жалынга каршы каражат TPU негизинде бирдей эмес чачырайт жана жалынга каршы TPUнун механикалык касиеттери идеалдуу эмес, бул анын шлангдар, пленкалар жана кабелдер сыяктуу тармактарда колдонулушун жана жайылтылышын чектейт.
BASFтин патенти жалынга чыдамдуу TPU технологиясын киргизет, ал меламин полифосфатын жана фосфор камтыган фосфор туундусун жалынга чыдамдуу катары орточо молекулярдык салмагы 150 кДадан ашкан TPU менен аралаштырат. Жогорку созулууга туруктуулукка жетүү менен жалынга чыдамдуу касиеттери бир кыйла жакшырганы аныкталды.
Материалдын созулууга туруктуулугун андан ары жогорулатуу үчүн, BASFтин патентинде изоцианаттар камтылган кайчылаш байланыштыруучу агенттин мастер-батчасын даярдоо ыкмасы киргизилген. UL94V-0 жалынга чыдамдуу талаптарына жооп берген курамга ушул типтеги мастер-батчтын 2% кошуу V-0 жалынга чыдамдуулугун сактоо менен материалдын созулууга туруктуулугун 35MPaдан 40MPaга чейин жогорулатат.
Жалынга чыдамдуу TPUнун ысыкка чыдамдуулугун жакшыртуу үчүн, патентЛинхуа жаңы материалдар компаниясыошондой эле жалынга каршы каражат катары бети капталган металл гидроксиддерин колдонуу ыкмасын киргизет. Жалынга каршы TPU гидролизге туруктуулугун жакшыртуу үчүн,Линхуа жаңы материалдар компаниясыбашка патенттик өтүнмөдө меламин жалынга чыдамдуу затты кошуунун негизинде металл карбонатын киргизген.
4. Автоунаа боёгун коргоочу пленка үчүн TPU
Автоунаа боёгун коргоочу пленка - бул орнотулгандан кийин боёктун бетин абадан бөлүп турган, кислоталуу жамгырдын, кычкылдануунун, чийиктердин алдын алган жана боёктун бетин узак мөөнөттүү коргоону камсыз кылган коргоочу пленка. Анын негизги функциясы - орнотулгандан кийин автоунаа боёгунун бетин коргоо. Боёкту коргоочу пленка, адатта, үч катмардан турат, бетинде өзүн-өзү калыбына келтирүүчү каптоо, ортосунда полимер пленкасы жана астыңкы катмарында акрил басымга сезгич желим бар. TPU - ортоңку полимер пленкаларын даярдоо үчүн негизги материалдардын бири.
Боёктон коргоочу пленкада колдонулган TPU үчүн иштөө талаптары төмөнкүлөр: тырмалууга туруктуулук, жогорку тунуктук (жарык өткөрүмдүүлүгү> 95%), төмөнкү температурадагы ийкемдүүлүк, жогорку температурага туруктуулук, созулууга туруктуулук> 50 МПа, узаруу> 400% жана Shore A катуулук диапазону 87-93; Эң маанилүү көрсөткүч - аба ырайына туруктуулук, ага ультрафиолет карылыкка, жылуулук кычкылдануу деградациясына жана гидролизге туруктуулук кирет.
Учурда бышып жетилген продукциялар - дициклогексил диизоцианаттан (H12MDI) жана чийки зат катары поликапролактон диолдон даярдалган алифатикалык ТПУ. Кадимки ароматтык ТПУ бир күндүк ультрафиолет нурлануусунан кийин көзгө көрүнөрлүк саргайып кетет, ал эми унааны ороочу пленка үчүн колдонулган алифатикалык ТПУ ошол эле шарттарда олуттуу өзгөрүүлөрсүз саргаюу коэффициентин сактай алат.
Поли (ε – капролактон) ТПУ полиэфир жана полиэстер ТПУга салыштырмалуу тең салмактуураак иштөөгө ээ. Бир жагынан, ал кадимки полиэстер ТПУга караганда эң сонун айрылууга туруктуулукту көрсөтө алат, ал эми экинчи жагынан, ал полиэфир ТПУнун төмөнкү кысуу туруктуу деформациясын жана жогорку кайра келүү көрсөткүчтөрүн көрсөтөт, ошондуктан рынокто кеңири колдонулат.
Рынокту сегменттегенден кийин продукциянын баасынын натыйжалуулугуна карата ар кандай талаптардан улам, беттик каптоо технологиясынын жана жабышчаак формуланы тууралоо мүмкүнчүлүгүнүн жакшырышы менен, келечекте боёкту коргоочу пленкаларга полиэфир же кадимки полиэстер H12MDI алифаттык TPU колдонулушу мүмкүн.
5. Биологиялык негиздеги TPU
Биологиялык негиздеги ТПУну даярдоонун кеңири таралган ыкмасы - полимерлөө процессинде бионегизделген мономерлерди же ортоңку кошулмаларды, мисалы, бионегизделген изоцианаттарды (мисалы, MDI, PDI), бионегизделген полиолдорду ж.б. киргизүү. Алардын арасында бионегизделген изоцианаттар рынокто салыштырмалуу сейрек кездешет, ал эми бионегизделген полиолдор көбүрөөк кездешет.
Биологиялык негиздеги изоцианаттар жөнүндө айта турган болсок, 2000-жылы эле BASF, Covestro жана башкалар PDI изилдөөлөрүнө көп күч жумшашкан жана PDI продукцияларынын биринчи партиясы 2015-2016-жылдары рынокко чыгарылган. Wanhua Chemical компаниясы жүгөрү данынан жасалган биологиялык негиздеги PDIди колдонуп, 100% био негизиндеги TPU продукцияларын иштеп чыккан.
Биологиялык негиздеги полиолдорго келсек, ага бионегизделген политетрафторэтилен (PTMEG), бионегизделген 1,4-бутандиол (BDO), бионегизделген 1,3-пропандиол (PDO), бионегизделген полиэстер полиолдору, бионегизделген полиэфир полиолдору ж.б. кирет.
Учурда бир нече ТПУ өндүрүүчүлөрү салттуу мунай химиясына негизделген ТПУга салыштырмалуу биологиялык негиздеги ТПУну чыгарышты. Бул биологиялык негиздеги ТПУлардын ортосундагы негизги айырмачылык биологиялык негиздеги курамынын деңгээлинде, жалпысынан 30% дан 40% га чейин, ал эми айрымдары андан да жогорку деңгээлге жетишкен. Салттуу мунай химиясына негизделген ТПУга салыштырмалуу, биологиялык негиздеги ТПУ көмүртек бөлүп чыгарууну азайтуу, чийки затты туруктуу калыбына келтирүү, жашыл өндүрүш жана ресурстарды үнөмдөө сыяктуу артыкчылыктарга ээ. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical жанаLinghua New Materialsөздөрүнүн био негизиндеги TPU бренддерин чыгарышты, ал эми көмүртекти азайтуу жана туруктуулук келечекте TPUну өнүктүрүүнүн негизги багыттары болуп саналат.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 9-августу