TPU is 'n poliuretaan termoplastiese elastomeer, wat 'n meerfase blokkopolimeer is wat bestaan uit diisocyanate, poliole en kettingverlengers. As 'n hoëprestasie-elastomeer het TPU 'n wye reeks stroomaf produkaanwysings en word wyd gebruik in daaglikse benodigdhede, sporttoerusting, speelgoed, dekoratiewe materiale en ander velde, soos skoenmateriaal, slange, kabels, mediese toestelle, ens.
Tans sluit die belangrikste TPU-grondstofvervaardigers BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Nuwe Materiaal, ensovoorts. Met die uitleg en kapasiteitsuitbreiding van binnelandse ondernemings is die TPU-bedryf tans hoogs mededingend. In die hoëvlaktoepassingsveld maak dit egter steeds staat op invoer, wat ook 'n gebied is waarin China deurbrake moet behaal. Kom ons praat oor die toekomstige markvooruitsigte van TPU-produkte.
1. Superkritiese skuimende E-TPU
In 2012 het Adidas en BASF gesamentlik die drafskoenhandelsmerk EnergyBoost ontwikkel, wat geskuimde TPU (handelsnaam infinergy) as die middelsoolmateriaal gebruik. As gevolg van die gebruik van poliëter-TPU met 'n Shore A-hardheid van 80-85 as die substraat, in vergelyking met EVA-middelsole, kan skuim-TPU-middelsole steeds goeie elastisiteit en sagtheid handhaaf in omgewings onder 0 ℃, wat dragerief verbeter en wyd erken word in die mark.
2. Veselversterkte gemodifiseerde TPU-saamgestelde materiaal
TPU het goeie impakweerstand, maar in sommige toepassings word hoë elastiese modulus en baie harde materiale vereis. Glasveselversterkingsmodifikasie is 'n algemeen gebruikte tegniek om die elastiese modulus van materiale te verhoog. Deur modifikasie kan termoplastiese saamgestelde materiale met baie voordele soos hoë elastiese modulus, goeie isolasie, sterk hittebestandheid, goeie elastiese herstelprestasie, goeie korrosiebestandheid, slagweerstand, lae uitsettingskoëffisiënt en dimensionele stabiliteit verkry word.
BASF het 'n tegnologie vir die voorbereiding van hoë modulus veselglas versterkte TPU met behulp van kort glasvesels in sy patent bekendgestel. 'n TPU met 'n Shore D-hardheid van 83 is gesintetiseer deur politetrafluoretileenglikol (PTMEG, Mn=1000), MDI en 1,4-butaandiol (BDO) met 1,3-propaandiol as grondstowwe te meng. Hierdie TPU is saamgestel met glasvesel in 'n massaverhouding van 52:48 om 'n saamgestelde materiaal met 'n elastiese modulus van 18.3 GPa en 'n treksterkte van 244 MPa te verkry.
Benewens glasvesel is daar ook berigte van produkte wat koolstofvesel saamgestelde TPU gebruik, soos Covestro se Maezio koolstofvesel/TPU saamgestelde bord, wat 'n elastiese modulus van tot 100GPa en 'n laer digtheid as metale het.
3. Halogeenvrye vlamvertragende TPU
TPU het hoë sterkte, hoë taaiheid, uitstekende slytasieweerstand en ander eienskappe, wat dit 'n baie geskikte omhulselmateriaal vir drade en kabels maak. Maar in toepassingsvelde soos laaistasies word hoër vlamvertraging vereis. Daar is oor die algemeen twee maniere om die vlamvertragende werkverrigting van TPU te verbeter. Een daarvan is reaktiewe vlamvertragende modifikasie, wat behels dat vlamvertragende materiale soos poliole of isosianate wat fosfor, stikstof en ander elemente bevat in die sintese van TPU deur chemiese binding ingevoer word; Die tweede is bykomende vlamvertragermodifikasie, wat behels die gebruik van TPU as die substraat en die byvoeging van vlamvertragers vir smeltvermenging.
Reaktiewe modifikasie kan die struktuur van TPU verander, maar wanneer die hoeveelheid bykomende vlamvertrager groot is, neem die sterkte van TPU af, die verwerkingsprestasie verswak, en die byvoeging van 'n klein hoeveelheid kan nie die vereiste vlamvertragervlak bereik nie. Tans is daar geen kommersieel beskikbare hoë vlamvertrager produk wat werklik aan die toepassing van laaistasies kan voldoen nie.
Voormalige Bayer MaterialScience (nou Kostron) het eenkeer 'n organiese fosforbevattende poliol (IHPO) gebaseer op fosfienoksied in 'n patent bekendgestel. Die poliëter TPU gesintetiseer uit IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, en BDO vertoon uitstekende vlamvertraging en meganiese eienskappe. Die ekstrusieproses is glad, en die oppervlak van die produk is glad.
Die byvoeging van halogeenvrye vlamvertragers is tans die mees gebruikte tegniese roete vir die voorbereiding van halogeenvrye vlamvertrager TPU. Oor die algemeen word fosforgebaseerde, stikstofgebaseerde, silikongebaseerde, boorgebaseerde vlamvertragers saamgestel of metaalhidroksiede word as vlamvertragers gebruik. As gevolg van die inherente vlambaarheid van TPU, word 'n vlamvertragende vulhoeveelheid van meer as 30% dikwels benodig om 'n stabiele vlamvertragende laag tydens verbranding te vorm. Wanneer die hoeveelheid vlamvertrager wat bygevoeg word egter groot is, is die vlamvertrager oneweredig in die TPU-substraat versprei, en die meganiese eienskappe van die vlamvertrager TPU is nie ideaal nie, wat ook die toepassing en bevordering daarvan in velde soos slange, films beperk. , en kabels.
BASF se patent stel 'n vlamvertragende TPU-tegnologie bekend, wat melamienpolifosfaat en 'n fosforbevattende afgeleide van fosfiensuur as vlamvertragers meng met TPU met 'n gewigsgemiddelde molekulêre gewig groter as 150kDa. Daar is gevind dat die vlamvertragende werkverrigting aansienlik verbeter is terwyl hoë treksterkte behaal is.
Om die treksterkte van die materiaal verder te verbeter, stel BASF se patent 'n metode bekend vir die voorbereiding van kruisbindmiddel-meesterbatch wat isosianate bevat. Deur 2% van hierdie tipe meesterbatch by 'n samestelling te voeg wat aan UL94V-0 vlamvertragervereistes voldoen, kan die treksterkte van die materiaal van 35MPa tot 40MPa verhoog terwyl V-0 vlamvertragerprestasie gehandhaaf word.
Om die hitte-verouderingsweerstand van vlamvertragende TPU te verbeter, die patent vanLinghua New Materials Companystel ook 'n metode bekend om oppervlakbedekte metaalhidroksiede as vlamvertragers te gebruik. Om die hidrolise weerstand van vlamvertragende TPU te verbeter,Linghua New Materials Companymetaalkarbonaat ingevoer op grond van die byvoeging van melamienvlamvertrager in 'n ander patentaansoek.
4. TPU vir motorverfbeskermingsfilm
Motorverfbeskermingsfilm is 'n beskermende film wat die verfoppervlak na installasie van die lug isoleer, suurreën, oksidasie, skrape voorkom en langdurige beskerming bied vir die verfoppervlak. Die hooffunksie daarvan is om die motorverfoppervlak te beskerm na installasie. Die verfbeskermingsfilm bestaan oor die algemeen uit drie lae, met 'n selfgenesende laag op die oppervlak, 'n polimeerfilm in die middel, en 'n akriel druksensitiewe gom op die onderste laag. TPU is een van die belangrikste materiale vir die voorbereiding van intermediêre polimeerfilms.
Die werkverrigtingvereistes vir TPU wat in verfbeskermingsfilms gebruik word, is soos volg: krapweerstand, hoë deursigtigheid (ligdeurlaatbaarheid>95%), lae-temperatuur buigsaamheid, hoë-temperatuur weerstand, treksterkte>50MPa, verlenging>400%, en Shore A hardheid reeks van 87-93; Die belangrikste prestasie is weerbestandheid, wat weerstand teen UV-veroudering, termiese oksidatiewe degradasie en hidrolise insluit.
Die tans volwasse produkte is alifatiese TPU berei van dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) en polikaprolaktoon diol as grondstowwe. Gewone aromatiese TPU word sigbaar geel na een dag van UV-bestraling, terwyl alifatiese TPU wat vir motorwrapfilm gebruik word, sy vergelingskoëffisiënt kan behou sonder noemenswaardige veranderinge onder dieselfde toestande.
Poli (ε – kaprolaktoon) TPU het 'n meer gebalanseerde werkverrigting in vergelyking met poliëter en poliëster TPU. Aan die een kant kan dit uitstekende skeurweerstand van gewone poliëster TPU toon, terwyl dit aan die ander kant ook uitstekende lae kompressie permanente vervorming en hoë terugslagprestasie van poliëter TPU toon, wat dus wyd in die mark gebruik word.
As gevolg van verskillende vereistes vir produkkoste-effektiwiteit na marksegmentering, met die verbetering van oppervlakbedekkingstegnologie en kleefformule-aanpassingsvermoë, is daar ook 'n kans dat poliëter of gewone poliëster H12MDI alifatiese TPU in die toekoms op verfbeskermingsfilms aangewend kan word.
5. Biogebaseerde TPU
Die algemene metode vir die voorbereiding van bio-gebaseerde TPU is om bio-gebaseerde monomere of tussenprodukte tydens die polimerisasieproses in te voer, soos bio-gebaseerde isosianate (soos MDI, PDI), bio-gebaseerde poliole, ens. Onder hulle is bio-gebaseerde isosianate relatief skaars in die mark, terwyl biogebaseerde poliole meer algemeen voorkom.
Wat bio-gebaseerde isosianate betref, het BASF, Covestro en ander reeds in 2000 baie moeite in PDI-navorsing belê, en die eerste groep PDI-produkte is in 2015-2016 in die mark geplaas. Wanhua Chemical het 100% bio-gebaseerde TPU-produkte ontwikkel met behulp van bio-gebaseerde PDI gemaak van mieliestoof.
Wat bio-gebaseerde poliole betref, sluit dit bio-gebaseerde politetrafluoretileen (PTMEG), bio-gebaseerde 1,4-butaandiol (BDO), bio-gebaseerde 1,3-propaandiol (PDO), bio-gebaseerde poliëster poliole, bio-gebaseerde poli-eter poliole, ens.
Tans het verskeie TPU-vervaardigers bio-gebaseerde TPU bekendgestel, wie se werkverrigting vergelykbaar is met tradisionele petrochemiese TPU. Die belangrikste verskil tussen hierdie bio-gebaseerde TPU's lê in die vlak van bio-gebaseerde inhoud, wat gewoonlik wissel van 30% tot 40%, met sommige wat selfs hoër vlakke bereik. In vergelyking met tradisionele petrochemiese gebaseerde TPU, het bio-gebaseerde TPU voordele soos die vermindering van koolstofvrystellings, volhoubare herlewing van grondstowwe, groen produksie en hulpbronbewaring. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, enLinghua Nuwe Materiaalhet hul bio-gebaseerde TPU-handelsmerke bekendgestel, en koolstofvermindering en volhoubaarheid is ook sleutelrigtings vir TPU-ontwikkeling in die toekoms.
Postyd: Aug-09-2024