Термопластикалык полиуретан эластомери деген эмне?

Термопластикалык полиуретан эластомери деген эмне?

Полиуретан эластомери - бул полиуретан синтетикалык материалдардын бир түрү (башка түрлөрү полиуретан көбүгү, полиуретан желими, полиуретан каптоо жана полиуретан буласы деп аталат), ал эми термопластикалык полиуретан эластомери - полиуретан эластомеринин үч түрүнүн бири. Адамдар аны көбүнчө TPU деп аташат (полиуретан эластомерлеринин башка эки негизги түрү - куюлган полиуретан эластомерлери, кыскартылган CPU жана кыскартылган аралаш полиуретан эластомерлери, кыскартылган MPU).

TPU – ысытуу менен пластиктештирилип, эриткич менен эритилиши мүмкүн болгон полиуретан эластомеринин бир түрү. CPU жана MPU менен салыштырганда, TPUнун химиялык түзүлүшүндө химиялык кайчылаш байланыштар аз же такыр жок. Анын молекулярдык чынжыры негизинен сызыктуу, бирок белгилүү бир өлчөмдө физикалык кайчылаш байланыштар бар. Бул түзүлүшү боюнча абдан мүнөздүү болгон термопластикалык полиуретан эластомери.

ТПУнун түзүлүшү жана классификациясы

Термопластикалык полиуретан эластомери - бул (AB) блок сызыктуу полимер. А узун чынжыр деп аталган жогорку молекулярдык салмагы бар полимер полиолун (эфир же полиэфир, молекулярдык салмагы 1000~6000) билдирет; В кыска чынжыр деп аталган 2-12 түз чынжырлуу көмүртек атомдорун камтыган диолду билдирет.

Термопластикалык полиуретан эластомеринин түзүлүшүндө А сегменти жумшак сегмент деп аталат, ал ийкемдүүлүк жана жумшактык мүнөздөмөлөрүнө ээ, бул TPUнун созулушун камсыз кылат; В сегменти менен изоцианаттын ортосундагы реакциядан пайда болгон уретан чынжыры катуу сегмент деп аталат, ал катуу жана катуу касиеттерге ээ. А жана В сегменттеринин катышын тууралоо менен ар кандай физикалык жана механикалык касиеттерге ээ TPU продукциялары жасалат.

Жумшак сегменттин түзүлүшүнө ылайык, аны полиэстер түрүнө, полиэфир түрүнө жана бутадиен түрүнө бөлүүгө болот, алар тиешелүүлүгүнө жараша эфир тобун, эфир тобун же бутен тобун камтыйт. Катуу сегменттин түзүлүшүнө ылайык, аны уретан түрүнө жана уретан мочевина түрүнө бөлүүгө болот, алар тиешелүүлүгүнө жараша этиленгликоль чынжырын узартуучулардан же диамин чынжырын узартуучулардан алынат. Жалпы классификация полиэстер түрүнө жана полиэфир түрүнө бөлүнөт.

TPU синтези үчүн чийки зат кандай?

(1) Полимер Диол

Молекулярдык салмагы 500дөн 4000ге чейинки жана TPU эластомеринде 50% дан 80% га чейинки бифункционалдык топтору бар макромолекулярдык диол TPUнун физикалык жана химиялык касиеттеринде чечүүчү ролду ойнойт.

TPU эластомери үчүн ылайыктуу Diol полимерин полиэстер жана полиэфир деп бөлүүгө болот: полиэстердин курамына политетраметилен адип кислотасынын гликолу (PBA) ε PCL, PHC кирет; Полиэфирлердин курамына полиоксипропилен эфир гликолу (PPG), тетрагидрофуран полиэфир гликолу (PTMG) ж.б. кирет.

(2) Диизоцианат

Молекулярдык салмагы аз, бирок функциясы мыкты, ал жумшак сегментти жана катуу сегментти туташтыруу ролун гана ойнобостон, TPUга ар кандай жакшы физикалык жана механикалык касиеттерди берет. TPUга колдонулуучу диизоцианаттар: метилендифенилдиизоцианат (MDI), метилен бис (-4-циклогексил изоцианат) (HMDI), п-фенилдиизоцианат (PPDI), 1,5-нафталиндиизоцианат (NDI), п-фенилдиметилдиизоцианат (PXDI) ж.б.

(3) Чынжыр узарткыч

Молекулярдык салмагы 100~350 болгон, кичинекей молекулярдык диолго таандык, кичинекей молекулярдык салмагы, ачык чынжыр түзүлүшү жана алмаштыруучу тобу жок чынжыр кеңейткичи жогорку катуулукту жана жогорку скалярдык салмагын TPU алууга өбөлгө түзөт. TPU үчүн ылайыктуу чынжыр кеңейткичтерине 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-бис (2-гидроксиэтокси) бензол (HQEE), 1,4-циклогександиметанол (CHDM), p-фенилдиметилгликоль (PXG) ж.б. кирет.

ТПУну күчөтүүчү агент катары модификациялоо

Продукциянын баасын төмөндөтүү жана кошумча көрсөткүчтөргө жетүү үчүн, полиуретан термопластикалык эластомерлер ар кандай термопластикалык жана модификацияланган резина материалдарын бекемдөө үчүн кеңири колдонулган катуулаткыч агенттер катары колдонулушу мүмкүн.

Жогорку полярдуулуктан улам, полиуретан медициналык буюмдарды жасоодо колдонулушу мүмкүн болгон хлорланган полиэтилен (CPE) сыяктуу полярдык чайырлар же каучуктар менен шайкеш келиши мүмкүн; ABS менен аралаштыруу колдонуу үчүн инженердик термопластиканы алмаштыра алат; Поликарбонат (PC) менен айкалыштырылганда, ал майга туруктуулук, күйүүчү майга туруктуулук жана соккуга туруктуулук сыяктуу касиеттерге ээ жана унаа кузовдорун жасоодо колдонулушу мүмкүн; Полиэстер менен айкалышканда, анын бышыктыгын жакшыртууга болот; Мындан тышкары, ал ПВХ, полиоксиметилен же PVDC менен жакшы шайкеш келиши мүмкүн; Полиэстер полиуретан 15% нитрил резина же 40% нитрил резина/ПВХ аралашмасы менен жакшы шайкеш келиши мүмкүн; Полиэфир полиуретан 40% нитрил резина/поливинилхлорид аралашмасы желими менен да жакшы шайкеш келиши мүмкүн; Ал ошондой эле акрилонитрил стирол (SAN) сополимерлери менен шайкеш келиши мүмкүн; Ал реактивдүү полисилоксандар менен өз ара сиңүүчү тармактык (IPN) структураларды түзө алат. Жогоруда айтылган аралаш желимдердин басымдуу көпчүлүгү расмий түрдө өндүрүлгөн.

Акыркы жылдары Кытайда TPU менен POMду бекемдөө боюнча изилдөөлөр көбөйүүдө. TPU менен POMду аралаштыруу TPUнун жогорку температурага туруктуулугун жана механикалык касиеттерин жакшыртып гана тим болбостон, POMду да бир топ бекемдейт. Айрым изилдөөчүлөр созулуунун сынуу сыноолорунда, POM матрицасына салыштырмалуу, TPU менен POM эритмеси морт сынуудан ийкемдүү сынууга өткөнүн көрсөтүштү. TPUну кошуу POMго форма эс тутумунун иштешин да камсыз кылат. POMдун кристаллдык аймагы форма эс тутум эритмесинин бекитилген фазасы катары кызмат кылат, ал эми аморфтук TPU менен POMдун аморфтук аймагы кайтарымдуу фаза катары кызмат кылат. Калыбына келтирүү реакциясынын температурасы 165 ℃ жана калыбына келтирүү убактысы 120 секунд болгондо, эритменин калыбына келтирүү ылдамдыгы 95% дан ашат жана калыбына келтирүү эффектиси эң жакшы болот.

TPU полиэтилен, полипропилен, этиленпропилен каучугу, бутадиен каучугу, изопрен каучугу же калдык каучук порошогу сыяктуу полярдуу эмес полимер материалдары менен шайкеш келүү кыйын жана жакшы көрсөткүчтөргө ээ композиттерди өндүрүү үчүн колдонулбайт. Ошондуктан, акыркысы үчүн плазма, корона, нымдуу химия, праймер, жалын же реактивдүү газ сыяктуу беттик иштетүү ыкмалары көп колдонулат. Мисалы, American Air Products and Chemicals Company компаниясы 3-5 миллион молекулярдык салмагы бар өтө жогорку молекулярдык салмактагы полиэтилен майда порошогунда F2/O2 активдүү газ бетин иштетүүнү жүргүзүп, аны полиуретан эластомерине 10% катышында кошту, бул анын ийилүү модулун, созулууга туруктуулугун жана эскирүүгө туруктуулугун бир кыйла жакшырта алат. Ал эми F2/O2 активдүү газ бетин иштетүүнү узундугу 6-35 мм болгон багытта созулган кыска булаларга да колдонсо болот, бул композиттик материалдын катуулугун жана айрылууга туруктуулугун жакшырта алат.

TPU кандай колдонуу чөйрөлөрү бар?

1958-жылы Goodrich Chemical Company (азыр Lubrizol деп аталып калган) биринчи жолу TPU брендин Estane каттоодон өткөргөн. Акыркы 40 жылдын ичинде дүйнө жүзү боюнча 20дан ашык бренддер болгон жана ар бир бренддин бир нече сериядагы продукциялары бар. Учурда дүйнөдөгү негизги TPU чийки зат өндүрүүчүлөрү: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding ж.б.

Эң сонун эластомер катары, TPU күнүмдүк керектелүүчү буюмдарда, спорттук товарларда, оюнчуктарда, декоративдик материалдарда жана башка тармактарда кеңири колдонулган кеңири ассортименттеги өнүмдөргө ээ. Төмөндө бир нече мисалдар келтирилген.

① Бут кийим материалдары

TPU негизинен бут кийим материалдарында колдонулат, анткени ал эң сонун ийкемдүүлүгү жана эскирүүгө туруктуулугу менен айырмаланат. TPU камтыган бут кийимдер кадимки бут кийимдерге караганда кийүүгө алда канча ыңгайлуу, ошондуктан алар жогорку класстагы бут кийимдерде, айрыкча кээ бир спорттук жана күнүмдүк бут кийимдерде кеңири колдонулат.

2 Шлангдар

Жумшактыгы, жакшы созулууга туруктуулугу, соккуга туруктуулугу жана жогорку жана төмөнкү температураларга туруктуулугунан улам, TPU шлангдары Кытайда учактар, цистерналар, автомобильдер, мотоциклдер жана станоктор сыяктуу механикалык жабдуулар үчүн газ жана мунай шлангдары катары кеңири колдонулат.

3 Кабель

TPU айрылууга, эскирүүгө жана ийилүүгө туруктуулук мүнөздөмөлөрүн камсыз кылат, жогорку жана төмөнкү температурага туруктуулук кабелдин иштешинин ачкычы болуп саналат. Ошентип, Кытай рыногунда башкаруу кабелдери жана электр кабелдери сыяктуу өнүккөн кабелдер татаал кабелдик конструкциялардын каптоо материалдарын коргоо үчүн TPUларды колдонушат жана алардын колдонулушу барган сайын кеңири жайылууда.

④ Медициналык шаймандар

TPU - бул коопсуз, туруктуу жана жогорку сапаттагы ПВХ алмаштыруучу материал, ал фталат жана башка химиялык зыяндуу заттарды камтыбайт жана медициналык катетердеги же медициналык баштыктагы канга же башка суюктуктарга өтүп, терс таасирлерди жаратат. Андан тышкары, атайын иштелип чыккан экструзиялык жана инъекциялык TPU учурдагы ПВХ жабдууларында бир аз мүчүлүштүктөрдү оңдоо менен оңой колдонулушу мүмкүн.

⑤ Унаа жана башка транспорт каражаттары

Нейлон кездемесинин эки тарабын тең полиуретан термопластикалык эластомер менен экструзиялап жана каптап, 3-15 адамды ташыган үйлөмө согуштук чабуулчу салдарды жана чалгындоочу салдарды жасоого болот, алар вулканизацияланган резина үйлөмө салдарга караганда алда канча жакшы иштешет; айнек буласы менен бекемделген полиуретан термопластикалык эластомерди унаанын эки тарабындагы калыпка салынган бөлүктөр, эшиктин капкактары, бамперлер, сүрүлүүгө каршы тилкелер жана торчолор сыяктуу кузовдун компоненттерин жасоо үчүн колдонсо болот.