TPU is 'n poliuretaan termoplastiese elastomeer, wat 'n multifase blok kopolimeer is wat bestaan uit diisosianate, poliole en kettingverlengers. As 'n hoëprestasie-elastomeer het TPU 'n wye reeks afwaartse produkrigtings en word dit wyd gebruik in daaglikse noodsaaklikhede, sporttoerusting, speelgoed, dekoratiewe materiale en ander velde, soos skoenmateriaal, slange, kabels, mediese toestelle, ens.
Tans sluit die belangrikste vervaardigers van TPU-grondstowwe BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical in.Linghua Nuwe Materiaal, ensovoorts. Met die uitleg en kapasiteitsuitbreiding van binnelandse ondernemings, is die TPU-bedryf tans hoogs mededingend. In die hoë-end toepassingsveld is dit egter steeds afhanklik van invoere, 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 hardloopskoenhandelsmerk 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, kan geskuimde TPU-middelsool in vergelyking met EVA-middelsool steeds goeie elastisiteit en sagtheid in omgewings onder 0 ℃ behou, wat drakomfort verbeter en wyd erken word in die mark.
2. Veselversterkte gemodifiseerde TPU-saamgestelde materiaal
TPU het goeie impakweerstand, maar in sommige toepassings word hoë elastisiteitsmodulus en baie harde materiale benodig. Glasveselversterkingmodifikasie is 'n algemeen gebruikte tegniek om die elastisiteitsmodulus van materiale te verhoog. Deur modifikasie kan termoplastiese saamgestelde materiale met baie voordele soos hoë elastisiteitsmodulus, goeie isolasie, sterk hittebestandheid, goeie elastiese herstelprestasie, goeie korrosiebestandheid, impakweerstand, lae uitsettingskoëffisiënt en dimensionele stabiliteit verkry word.
BASF het in hul patent 'n tegnologie bekendgestel vir die voorbereiding van hoëmodulus veselglasversterkte TPU met behulp van kort glasvesels. 'n TPU met 'n Shore D-hardheid van 83 is gesintetiseer deur politetrafluoroëtileenglikol (PTMEG, Mn=1000), MDI en 1,4-butaandiol (BDO) met 1,3-propaandiol as grondstowwe te meng. Hierdie TPU is met glasvesel in 'n massaverhouding van 52:48 saamgestel 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 skedemateriaal 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 is reaktiewe vlamvertragende modifikasie, wat die insluiting van vlamvertragende materiale soos poliole of isosianate wat fosfor, stikstof en ander elemente bevat, in die sintese van TPU deur chemiese binding behels; Die tweede is additiewe vlamvertragende modifikasie, wat die gebruik van TPU as die substraat en die byvoeging van vlamvertragers vir smeltmenging behels.
Reaktiewe modifikasie kan die struktuur van TPU verander, maar wanneer die hoeveelheid bykomende vlamvertrager groot is, neem die sterkte van TPU af, die verwerkingsprestasie versleg, en die byvoeging van 'n klein hoeveelheid kan nie die vereiste vlamvertragervlak bereik nie. Tans is daar geen kommersieel beskikbare hoë vlamvertragerproduk wat werklik aan die toepassing van laaistasies kan voldoen nie.
Voormalige Bayer MaterialScience (nou Kostron) het eens 'n organiese fosforbevattende poli-ol (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, is 'n vlamvertragervulhoeveelheid van meer as 30% dikwels nodig om 'n stabiele vlamvertragerlaag tydens verbranding te vorm. Wanneer die hoeveelheid vlamvertrager wat bygevoeg word egter groot is, is die vlamvertrager oneweredig versprei in die TPU-substraat, en die meganiese eienskappe van die vlamvertrager TPU is nie ideaal nie, wat ook die toepassing en bevordering daarvan in velde soos slange, films en kabels beperk.
BASF se patent stel 'n vlamvertragende TPU-tegnologie bekend, wat melamienpolifosfaat en 'n fosforbevattende derivaat van fosfiensuur as vlamvertragers meng met TPU met 'n gewigsgemiddelde molekulêre gewig van meer as 150 kDa. Daar is gevind dat die vlamvertragende werkverrigting aansienlik verbeter is terwyl hoë treksterkte bereik word.
Om die treksterkte van die materiaal verder te verbeter, stel BASF se patent 'n metode bekend vir die voorbereiding van 'n kruisbindingsmiddel-meestermengsel wat isosianate bevat. Deur 2% van hierdie tipe meestermengsel by 'n samestelling te voeg wat aan UL94V-0 vlamvertragervereistes voldoen, kan die treksterkte van die materiaal van 35 MPa tot 40 MPa verhoog word terwyl V-0 vlamvertragerprestasie gehandhaaf word.
Om die hitteverouderingsweerstand van vlamvertragende TPU te verbeter, is die patent vanLinghua Nuwe Materiaalmaatskappystel ook 'n metode bekend om oppervlakbedekte metaalhidroksiede as vlamvertragers te gebruik. Om die hidrolisebestandheid van vlamvertragende TPU te verbeter,Linghua Nuwe Materiaalmaatskappyhet metaalkarbonaat bekendgestel op grond van die byvoeging van melamien-vlamvertrager in 'n ander patentaansoek.
4. TPU vir motorverfbeskermingsfilm
Motorverfbeskermingsfilm is 'n beskermende film wat die verfoppervlak van die lug isoleer na installasie, suurreën, oksidasie, skrape voorkom en langdurige beskerming vir die verfoppervlak bied. Die hoofdoel daarvan is om die motorverfoppervlak na installasie te beskerm. Die verfbeskermingsfilm bestaan gewoonlik uit drie lae, met 'n selfgenesende laag op die oppervlak, 'n polimeerfilm in die middel en 'n akriel drukgevoelige kleefmiddel op die onderste laag. TPU is een van die hoofmateriale vir die voorbereiding van intermediêre polimeerfilms.
Die prestasievereistes vir TPU wat in verfbeskermingsfilm gebruik word, is soos volg: krasbestandheid, hoë deursigtigheid (ligdeurlaatbaarheid> 95%), lae-temperatuur buigsaamheid, hoë-temperatuur weerstand, treksterkte> 50 MPa, verlenging> 400%, en Shore A hardheid van 87-93; Die belangrikste prestasie is weerbestandheid, wat weerstand teen UV-veroudering, termiese oksidatiewe afbraak en hidrolise insluit.
Die tans volwasse produkte is alifatiese TPU wat voorberei word uit disikloheksieldiisosianaat (H12MDI) en polikaprolaktondiol as grondstowwe. Gewone aromatiese TPU word sigbaar geel na een dag se UV-bestraling, terwyl alifatiese TPU wat vir motoromslagfilm gebruik word, sy vergelingskoëffisiënt sonder beduidende veranderinge onder dieselfde toestande kan behou.
Poli(ε-kaprolaktoon) TPU het 'n meer gebalanseerde werkverrigting in vergelyking met poliëter- en poliëster-TPU. Aan die een kant kan dit die 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 demonstreer, en word dus wyd in die mark gebruik.
As gevolg van verskillende vereistes vir produkkoste-effektiwiteit na marksegmentering, met die verbetering van oppervlakbedekkingstegnologie en die aanpassingsvermoë van die kleefformule, is daar ook 'n kans dat poliëter of gewone poliëster H12MDI alifatiese TPU in die toekoms op verfbeskermingsfilms toegepas 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 op die mark, terwyl bio-gebaseerde poliole meer algemeen is.
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 op die mark geplaas. Wanhua Chemical het 100% bio-gebaseerde TPU-produkte ontwikkel met behulp van bio-gebaseerde PDI gemaak van mieliestronke.
In terme van bio-gebaseerde poliole, sluit dit bio-gebaseerde politetrafluoroëtileen (PTMEG), bio-gebaseerde 1,4-butaandiol (BDO), bio-gebaseerde 1,3-propaandiol (PDO), bio-gebaseerde poliësterpoliole, bio-gebaseerde poliëterpoliole, ens. in.
Tans het verskeie TPU-vervaardigers bio-gebaseerde TPU bekendgestel, waarvan die prestasie vergelykbaar is met tradisionele petrochemiese TPU. Die hoofverskil 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 behaal. In vergelyking met tradisionele petrochemiese TPU, het bio-gebaseerde TPU voordele soos die vermindering van koolstofvrystellings, volhoubare regenerasie 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.
Plasingstyd: 9 Augustus 2024