TPU - полиуретанды термопластикалық эластомер, ол диизоцианаттардан, полиолдардан және тізбекті ұзартқыштардан тұратын көпфазалы блок-сополимер. ТПУ өнімділігі жоғары эластомер ретінде өнімнің төменгі ағымдық бағыттарының кең ауқымына ие және күнделікті қажеттіліктерде, спорттық жабдықтарда, ойыншықтарда, сәндік материалдарда және аяқ киім материалдары, шлангтар, кабельдер, медициналық құрылғылар және т.б. сияқты басқа салаларда кеңінен қолданылады.
Қазіргі уақытта негізгі TPU шикізат өндірушілеріне BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Жаңа материалдары, және т.б. Отандық кәсіпорындардың орналасу және қуаттылығын кеңейту кезінде ТПУ индустриясы қазіргі уақытта жоғары бәсекеге қабілетті. Дегенмен, жоғары деңгейлі қолдану саласында ол әлі де импортқа сүйенеді, бұл Қытайдың серпілістерге қол жеткізуі керек сала болып табылады. TPU өнімдерінің болашақ нарықтық перспективалары туралы сөйлесейік.
1. Суперкритикалық көбіктенетін E-TPU
2012 жылы Adidas және BASF бірлесіп ортаңғы табан материалы ретінде көбіктелген TPU (саудалық атауы infinergy) пайдаланатын EnergyBoost жүгіру аяқ киім брендін әзірледі. Субстрат ретінде Shore A қаттылығы 80-85 полиэфир TPU пайдаланылғандықтан, EVA ортаңғы табандарымен салыстырғанда, көбіктенген TPU ортаңғы табандары әлі де 0 ℃ төмен ортада жақсы серпімділік пен жұмсақтықты сақтай алады, бұл кию ыңғайлылығын жақсартады және кеңінен танылды. нарық.
2. Талшықты күшейтілген модификацияланған TPU композиттік материал
TPU жақсы соққыға төзімділікке ие, бірақ кейбір қолданбаларда жоғары серпімділік модулі және өте қатты материалдар қажет. Шыны талшықты күшейту модификациясы материалдардың серпімділік модулін арттыру үшін жиі қолданылатын әдіс болып табылады. Модификация арқылы жоғары серпімділік модулі, жақсы оқшаулау, күшті ыстыққа төзімділік, жақсы серпімді қалпына келтіру өнімділігі, жақсы коррозияға төзімділік, соққыға төзімділік, кеңеюдің төмен коэффициенті және өлшемдік тұрақтылық сияқты көптеген артықшылықтары бар термопластикалық композиттік материалдарды алуға болады.
BASF өзінің патентінде шыны қысқа талшықтарды пайдалана отырып, жоғары модульді шыны талшықты күшейтілген TPU дайындау технологиясын енгізді. Shore D қаттылығы 83 болатын TPU шикізат ретінде политетрафторэтиленгликоль (PTMEG, Mn=1000), MDI және 1,4-бутандиолды (BDO) 1,3-пропандиолмен араластыру арқылы синтезделді. Бұл TPU 18,3 ГПа серпімділік модулі және 244 МПа созылу беріктігі бар композициялық материалды алу үшін 52:48 массалық қатынасында шыны талшықпен қосылды.
Шыны талшықтан басқа, серпімділік модулі 100 ГПа-ға дейін және металдарға қарағанда төмен тығыздығы бар Covestro компаниясының Maezio көміртекті талшығы/TPU композиттік тақтасы сияқты көміртекті талшықты композициялық TPU пайдаланатын өнімдер туралы есептер бар.
3. Галогенсіз жалынға төзімді TPU
TPU жоғары беріктікке, жоғары беріктікке, тамаша тозуға төзімділікке және басқа қасиеттерге ие, бұл оны сымдар мен кабельдер үшін өте қолайлы қабық материалы етеді. Бірақ зарядтау станциялары сияқты қолданбалы салаларда жоғары жалынға төзімділік қажет. TPU жалынға төзімділігін жақсартудың екі жолы бар. Олардың бірі - химиялық байланыс арқылы TPU синтезіне құрамында фосфор, азот және басқа элементтер бар полиолдар немесе изоцианаттар сияқты жалынға төзімді материалдарды енгізуді қамтитын реактивті жалынға төзімді модификация; Екіншісі - қосымша отқа төзімді модификация, ол субстрат ретінде TPU пайдалануды және балқытуды араластыру үшін жалынға қарсы заттарды қосуды қамтиды.
Реактивті модификация TPU құрылымын өзгерте алады, бірақ жалынға төзімді қоспаның мөлшері көп болғанда, TPU беріктігі төмендейді, өңдеу өнімділігі нашарлайды және аз мөлшерде қосу отқа төзімділіктің қажетті деңгейіне жете алмайды. Қазіргі уақытта зарядтау станцияларының қолданылуын шынымен қанағаттандыра алатын жоғары жалынға төзімді өнім жоқ.
Бұрынғы Bayer MaterialScience (қазіргі Кострон) бір рет патентте фосфин оксидіне негізделген полиол (IHPO) бар органикалық фосфорды енгізді. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI және BDO-дан синтезделген полиэфир TPU тамаша отқа төзімділік пен механикалық қасиеттерді көрсетеді. Экструзия процесі тегіс, ал өнімнің беті тегіс.
Галогенсіз отқа төзімді заттарды қосу қазіргі уақытта галогенсіз жалынға төзімді TPU дайындаудың ең жиі қолданылатын техникалық жолы болып табылады. Жалпы, отқа төзімді заттар ретінде фосфор негізіндегі, азот негізіндегі, кремний негізіндегі, бор негізіндегі отқа төзімді заттар қосылды немесе металл гидроксидтері қолданылады. ТПУ-ға тән тұтанғыштығына байланысты, жану кезінде тұрақты жалынға төзімді қабатты қалыптастыру үшін жиі 30% астам жалынға төзімді толтыру қажет. Дегенмен, қосылған жалынға қарсы заттың мөлшері көп болған кезде, жалынға қарсы зат TPU субстратта біркелкі емес дисперсті болады және жалынға төзімді TPU механикалық қасиеттері идеалды емес, бұл сонымен қатар оның шлангтар, пленкалар сияқты салаларда қолданылуын және жылжытылуын шектейді. , және кабельдер.
BASF патенті орташа молекулалық салмағы 150 кДа-дан асатын TPU мен жалынға төзімді заттар ретінде меламинді полифосфат пен фосфор бар туындыны араластыратын отқа төзімді TPU технологиясын ұсынады. Жоғары созылу беріктігіне қол жеткізу кезінде жалынға төзімділік көрсеткіштері айтарлықтай жақсарғаны анықталды.
Материалдың созылу беріктігін одан әрі арттыру үшін BASF патенті құрамында изоцианаттар бар кросс-байланыс агентінің мастер-бетчін дайындау әдісін енгізеді. UL94V-0 отқа төзімді талаптарға жауап беретін композицияға осы түрдегі мастер-беттің 2%-ын қосу V-0 отқа төзімді өнімділігін сақтай отырып, материалдың созылу беріктігін 35МПа-дан 40МПа-ға дейін арттыруы мүмкін.
Жалынға төзімді TPU жылу қартаюға төзімділігін жақсарту үшін, патентLinghua New Materials компаниясысонымен қатар бетімен қапталған металл гидроксидтерін жалынға қарсы заттар ретінде пайдалану әдісін енгізеді. Жалынға төзімді TPU гидролизіне төзімділігін арттыру үшін,Linghua New Materials компаниясыбасқа патенттік өтінімде меламинді жалынға қарсы затты қосу негізінде металл карбонатын енгізді.
4. Автокөлік бояуын қорғайтын пленкаға арналған TPU
Автокөлік бояуын қорғау пленкасы - монтаждаудан кейін бояу бетін ауадан оқшаулайтын, қышқыл жаңбырдың, тотығудың, сызаттардың алдын алатын және бояу бетін ұзақ уақыт қорғауды қамтамасыз ететін қорғаныш пленкасы. Оның негізгі функциясы - орнатудан кейін автокөлік бояуының бетін қорғау. Бояуды қорғайтын пленка негізінен үш қабаттан тұрады, оның бетінде өзін-өзі емдейтін жабын, ортасында полимерлі пленка және төменгі қабатта акрилді қысымға сезімтал желім бар. ТПУ аралық полимерлі пленкаларды дайындауға арналған негізгі материалдардың бірі болып табылады.
Бояуды қорғау пленкасында қолданылатын TPU өнімділігіне қойылатын талаптар келесідей: сызатқа төзімділік, жоғары мөлдірлік (жарық өткізгіштігі>95%), төмен температурадағы икемділік, жоғары температураға төзімділік, созылу беріктігі>50МПа, ұзарту>400% және Shore A қаттылық диапазоны 87-93; Ең маңызды өнімділік - бұл ультракүлгін қартаюға, термиялық тотығу деградациясына және гидролизге төзімділікті қамтитын ауа-райына төзімділік.
Қазіргі уақытта жетілген өнімдер дициклогексилдиизоцианаттан (H12MDI) және шикізат ретінде поликапролактон диолынан дайындалған алифатты TPU болып табылады. Кәдімгі хош иісті ТПУ бір күндік ультракүлгін сәулеленуден кейін көрінетіндей сарыға айналады, ал автомобиль орауыш пленкасы үшін қолданылатын алифатты TPU сол жағдайларда айтарлықтай өзгерістерсіз өзінің сарғаю коэффициентін сақтай алады.
Поли (ε – капролактон) TPU полиэфир және полиэфирлі TPU салыстырғанда теңдестірілген өнімділікке ие. Бір жағынан, ол қарапайым полиэфирлі TPU-ның жыртылуға тамаша төзімділігін көрсете алады, ал екінші жағынан, ол сондай-ақ нарықта кеңінен қолданылатын полиэфир TPU-ның тамаша төмен қысылатын тұрақты деформациясын және жоғары көтерілу өнімділігін көрсетеді.
Нарықты сегменттеуден кейін өнімнің үнемділігіне қойылатын әртүрлі талаптарға байланысты, бетті жабу технологиясының жетілдірілуімен және желім формуласын реттеу мүмкіндігімен, болашақта бояудан қорғайтын пленкаларға полиэфир немесе қарапайым полиэфир H12MDI алифатикалық TPU қолдану мүмкіндігі бар.
5. Биологиялық негіздегі TPU
Био негізіндегі ТПУ дайындаудың жалпы әдісі био негізіндегі изоцианаттар (мысалы, MDI, PDI сияқты), био негізіндегі полиолдар және т.б. сияқты био негізіндегі мономерлер немесе аралық өнімдерді полимерлеу процесіне енгізу болып табылады. Олардың ішінде бионегізделген изоцианаттар салыстырмалы түрде сирек кездеседі. нарықта, ал бионегізделген полиолдар жиі кездеседі.
Био негізіндегі изоцианаттар тұрғысынан, 2000 жылдың басында BASF, Covestro және басқалары PDI зерттеулеріне көп күш жұмсады және PDI өнімдерінің бірінші партиясы 2015-2016 жылдары нарыққа шығарылды. Wanhua Chemical жүгері пешінен жасалған био негізіндегі PDI көмегімен 100% био негізіндегі TPU өнімдерін әзірледі.
Био негізіндегі полиолдар тұрғысынан оның құрамына био негізіндегі политетрафторэтилен (PTMEG), био негізіндегі 1,4-бутандиол (BDO), био негізіндегі 1,3-пропандиол (PDO), био негізіндегі полиэфир полиолдары, био негізіндегі полиэфир полиолдары және т.б.
Қазіргі уақытта көптеген TPU өндірушілері өнімділігі дәстүрлі мұнай-химия негізіндегі TPU-мен салыстыруға болатын био негізіндегі TPU шығарды. Осы био негізіндегі TPU арасындағы негізгі айырмашылық био негізіндегі мазмұн деңгейінде жатыр, әдетте 30% -дан 40% дейін ауытқиды, ал кейбіреулері тіпті одан да жоғары деңгейге жетеді. Дәстүрлі мұнай-химия негізіндегі TPU-мен салыстырғанда, био негізіндегі TPU көміртегі шығарындыларын азайту, шикізаттың тұрақты регенерациясы, жасыл өндіріс және ресурстарды үнемдеу сияқты артықшылықтарға ие. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical жәнеLinghua Жаңа материалдарыбио негізіндегі TPU брендтерін іске қосты, көміртегінің азаюы мен тұрақтылығы да болашақта TPU дамуының негізгі бағыттары болып табылады.
Жіберу уақыты: 09 тамыз 2024 ж