Wat is termoplastiese poliuretaan -elastomeer?

Wat is termoplastiese poliuretaan -elastomeer?

Poliuretaan -elastomeer is 'n verskeidenheid sintetiese materiale van poliuretaan (ander variëteite verwys na poliuretaan -skuim, poliuretaan -kleefmiddel, poliuretaanbedekking en poliuretaanvesel), en termoplastiese poliuretaan -elastomeer is een van die drie soorte poliurethaan -elastomeer, mense verwys gewoonlik na dit as TPU (die ander twee tweemual Elastomere word poliuretaan -elastomere gegiet, afgekort as CPU, en gemengde poliuretaan -elastomere, afgekort as MPU).

TPU is 'n soort poliuretaan -elastomeer wat gepastiseer kan word deur verwarming en opgelos deur oplosmiddel. In vergelyking met CPU en MPU, het TPU min of geen chemiese verknoping in die chemiese struktuur nie. Die molekulêre ketting is basies lineêr, maar daar is 'n sekere hoeveelheid fisiese verknoping. Dit is die termoplastiese poliuretaan -elastomeer wat baie kenmerkend is in struktuur.

Struktuur en klassifikasie van TPU

Termoplastiese poliuretaan -elastomeer is 'n (ab) blok lineêre polimeer. A stel 'n polimeer polyol (ester of polyether, molekulêre gewig van 1000 ~ 6000) met 'n hoë molekulêre gewig, genoem lang ketting genoem; B verteenwoordig 'n diol wat 2-12 reguit ketting koolstofatome bevat, 'n kort ketting genoem.

In die struktuur van termoplastiese poliuretaan -elastomeer word segment A 'n sagte segment genoem, wat die eienskappe van buigsaamheid en sagtheid het, wat die TPU -uitbreiding het; Die uretaanketting wat gegenereer word deur die reaksie tussen die B -segment en isocyanaat word 'n harde segment genoem, wat beide starre en harde eienskappe het. Deur die verhouding van A- en B -segmente aan te pas, word TPU -produkte met verskillende fisiese en meganiese eienskappe gemaak.

Volgens die sagte segmentstruktuur kan dit verdeel word in polyester -tipe, polië -tipe en butadiene tipe, wat onderskeidelik estergroep, etergroep of butene -groep bevat. Volgens die harde segmentstruktuur kan dit verdeel word in uretaan -tipe en uretaan -ureumtipe, wat onderskeidelik verkry word uit etileenglikolkettingverlengers of diamienkettingverlengers. Die algemene klassifikasie word verdeel in poliëstertipe en polyether -tipe.

Wat is die grondstowwe vir TPU -sintese?

(1) polimeer diol

Makromolekulêre diol met 'n molekulêre gewig wat wissel van 500 tot 4000 en bifunksionele groepe, met 'n inhoud van 50% tot 80% in TPU -elastomeer, speel 'n beslissende rol in die fisiese en chemiese eienskappe van TPU.

Die polimeerdiol wat geskik is vir TPU -elastomeer, kan in polyester en polyether verdeel word: polyester bevat polytetrametileen adipiensuurglikol (PBA) ε PCL, PHC; Polyethers sluit in polyoxypropyleen Ether glikol (PPG), tetrahydrofuran Polyether Glycol (PTMG), ens.

(2) Diisocyanate

Die molekulêre gewig is klein, maar die funksie is uitstaande, wat nie net die rol speel om die sagte segment en die harde segment te verbind nie, maar ook die TPU aan verskillende goeie fisiese en meganiese eienskappe gee. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl Diisocyanate (PXDI), ens.

(3) Kettinguitbreiding

Die kettingverlenger met 'n molekulêre gewig van 100 ~ 350, wat tot klein molekulêre diol, klein molekulêre gewig, oop kettingstruktuur en geen substituentgroep behoort, is bevorderlik vir die verkryging van 'n hoë hardheid en 'n hoë skalaargewig van TPU nie. Die kettingverlengers wat geskik is vir TPU, sluit in 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benseen (HQEE), 1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM), P-fenyldimethylglikol (PXG), ens.

Wysigingstoepassing van TPU as 'n verhardingsmiddel

Ten einde produkkoste te verlaag en addisionele werkverrigting te verkry, kan poliuretaan -termoplastiese elastomere gebruik word as gebruik wat gereeld gebruik word om verskillende termoplastiese en gemodifiseerde rubbermateriaal te versterk.

As gevolg van die hoë polariteit, kan poliuretaan versoenbaar wees met polêre harsen of vryf, soos gechloreerde poliëtileen (CPE), wat gebruik kan word om mediese produkte te vervaardig; Vermenging met ABS kan ingenieurstermoplastics vervang vir gebruik; As dit in kombinasie met polikarbonaat (PC) gebruik word, het dit eienskappe soos olieweerstand, brandstofweerstand en impakweerstand, en kan dit gebruik word om motorliggame te maak; As dit met poliëster gekombineer word, kan die taaiheid daarvan verbeter word; Daarbenewens kan dit goed versoenbaar wees met PVC, polyoxymethylen of PVDC; Polyester -poliuretaan kan goed versoenbaar wees met 15% nitrilrubber of 40% nitrilrubber/PVC -mengsel; Polyether poliuretaan kan ook goed versoenbaar wees met 40% nitril rubber/polivinielchloriedmengselklep; Dit kan ook mede -versoenbaar wees met akriellonitril -styreen (SAN) kopolimere; Dit kan die interpenetrerende netwerkstrukture vorm met reaktiewe polisiloksane. Die oorgrote meerderheid van die bogenoemde gemengde kleefmiddels is reeds amptelik geproduseer.

In onlangse jare is daar 'n toenemende navorsing gedoen oor die verharding van POM deur TPU in China. Die vermenging van TPU en POM verbeter nie net die hoë-temperatuurweerstand en meganiese eienskappe van TPU nie, maar dit word ook aansienlik versterk. Sommige navorsers het getoon dat die POM -legering met TPU in die trekfraktuurtoetse, in vergelyking met POM -matriks, oorgedra is van bros breuk na 'n rekbare breuk. Die toevoeging van TPU gee ook POM aan met vormgeheue -prestasie. Die kristallyne streek van POM dien as die vaste fase van die vormgeheue -legering, terwyl die amorfe gebied van amorfe TPU en POM as die omkeerbare fase dien. As die herstel van die reaksietemperatuur 165 ℃ is en die hersteltyd 120 sekondes is, bereik die hersteltempo van die legering met meer as 95%, en die hersteleffek is die beste.

TPU is moeilik om versoenbaar te wees met nie-polêre polimeermateriaal soos poliëtileen, polipropileen, etileenpropyleenrubber, butadiëne-rubber, isopreenrubber of afvalrubberpoeier, en kan nie gebruik word om komposiete met goeie werkverrigting te produseer nie. Daarom word oppervlakbehandelingsmetodes soos plasma, korona, nat chemie, primer, vlam of reaktiewe gas dikwels vir laasgenoemde gebruik. Byvoorbeeld, die Amerikaanse lugprodukte en chemikalieë-onderneming het F2/O2 aktiewe gasoppervlakbehandeling op ultra-hoë molekulêre gewig poliëtileen fyn poeier met 'n molekulêre gewig van 3-5 miljoen uitgevoer, en dit bygevoeg tot poliuretaan-elastomeer met 'n verhouding van 10%, wat die buigmodulus, tensile sterkte en 'n dra-weerstand kan verbeter. En die F2/O2-aktiewe gasoppervlakbehandeling kan ook toegepas word op die rigting langwerpige kort vesels met 'n lengte van 6-35 mm, wat die styfheid en skeuring van die saamgestelde materiaal kan verbeter.

Wat is die toepassingsareas van TPU?

In 1958 het Goodrich Chemical Company (nou hernoem na Lubrizol) die TPU -handelsmerk Estane vir die eerste keer geregistreer. Die afgelope veertig jaar was daar meer as 20 handelsname regoor die wêreld, en elke handelsmerk het verskeie reeks produkte. Op die oomblik is die belangrikste vervaardigers van TPU -grondstof ter wêreld: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, ens.

As 'n uitstekende elastomeer, het TPU 'n wye verskeidenheid stroomafprodukte wat wyd gebruik word in daaglikse benodigdhede, sportgoedere, speelgoed, dekoratiewe materiale en ander velde. Hieronder is 'n paar voorbeelde.

① Skoenmateriaal

TPU word hoofsaaklik vir skoenmateriaal gebruik vanweë die uitstekende elastisiteit en slytweerstand. Skoenprodukte wat TPU bevat, is baie gemakliker om aan te trek as gewone skoene-produkte, so dit word meer gebruik in hoë-end-skoene, veral sportskoene en gemaklike skoene.

② slange

Vanweë die sagtheid, goeie treksterkte, impaksterkte en weerstand teen hoë en lae temperature, word TPU -slange wyd in China gebruik as gas- en olieslange vir meganiese toerusting soos vliegtuie, tenks, motors, motorfietse en masjiengereedskap.

③ Kabel

TPU bied traanweerstand, slytweerstand en buigkenmerke, met 'n hoë en lae temperatuurweerstand wat die sleutel tot kabelprestasie is. Dus, in die Chinese mark, gebruik gevorderde kabels soos beheerkabels en kragkabels TPU's om die dekmateriaal van komplekse kabelontwerpe te beskerm, en die toepassings daarvan word al hoe meer wydverspreid.

④ Mediese toestelle

TPU is 'n veilige, stabiele en hoë kwaliteit PVC-plaasvervanger-materiaal, wat nie ftalaat en ander chemiese skadelike stowwe bevat nie, en na die bloed of ander vloeistowwe in die mediese kateter of mediese sak sal migreer om newe-effekte te veroorsaak. Boonop kan die spesiaal ontwikkelde extrusie -graad en inspuitingsgraad TPU maklik gebruik word met 'n bietjie ontfouting in die bestaande PVC -toerusting.

⑤ Voertuie en ander vervoermiddele

Deur beide kante van nylonstof met poliuretaan-termoplastiese elastomeer te extrudeer en te bedek, kan opblaas-aanvalvlotte en verkenningsvlotte wat 3-15 mense dra, gemaak word, met baie beter werkverrigting as gevulkaniseerde rubber-opblaasvlotte; Poliuretaan -termoplastiese elastomeer wat met glasvesel versterk word, kan gebruik word om liggaamskomponente soos gevormde dele aan beide kante van die motor self, deurvelle, bumper, anti -wrywingstroke en roosters te maak.