Термопластикалық полиуретанды эластомері дегеніміз не?

Термопластикалық полиуретанды эластомері дегеніміз не?

Полиуретанды эластомері - полиуретанды синтетикалық материалдардың алуан түрі (басқа сорттар көбік полиуретанды, полиуретанды желім, полиуретанды жабын және полиуретанды талшыққа жатады) және термопластикалық полиуретанды эластомері полиуретанды эластомердің үш түрінің бірі болып табылады, адамдар оны әдетте TPU деп атайды. басқа екі негізгі түрі полиуретанды эластомерлер құйылған полиуретанды эластомерлер, олар CPU ретінде қысқартылған және аралас полиуретанды эластомерлер, қысқартылған MPU).

TPU - қыздыру арқылы пластиктенуге және еріткішпен ерітуге болатын полиуретанды эластомердің бір түрі. CPU және MPU-мен салыстырғанда, TPU химиялық құрылымында химиялық айқаспалы байланыс аз немесе мүлдем жоқ. Оның молекулалық тізбегі негізінен сызықты, бірақ физикалық кросс-байланыстың белгілі бір мөлшері бар. Бұл құрылымы жағынан өте тән термопластикалық полиуретанды эластомері.

ТПУ құрылымы және классификациясы

Термопластикалық полиуретанды эластомері (AB) блокты сызықты полимер болып табылады. A ұзақ тізбек деп аталатын жоғары молекулалық салмағы бар полимер полиолын (эфир немесе полиэфир, молекулалық салмағы 1000~6000) білдіреді; В қысқа тізбек деп аталатын 2-12 түзу көміртегі атомдары бар диолды білдіреді.

Термопластикалық полиуретанды эластомердің құрылымында А сегменті жұмсақ сегмент деп аталады, ол икемділік пен жұмсақтық сипаттамаларына ие, бұл TPU созылғыштығын береді; В сегменті мен изоцианат арасындағы реакция нәтижесінде пайда болған уретан тізбегі қатты сегмент деп аталады, оның қатты және қатты қасиеттері бар. А және В сегменттерінің арақатынасын реттеу арқылы әртүрлі физикалық және механикалық қасиеттері бар TPU өнімдері жасалады.

Жұмсақ сегмент құрылымына сәйкес оны полиэфир түріне, полиэфир түріне және бутадиен түріне бөлуге болады, олардың құрамында эфир тобы, эфир тобы немесе бутен тобы бар. Қатты сегмент құрылымына сәйкес оны этиленгликоль тізбегінің ұзартқыштарынан немесе диаминдік тізбек ұзартқыштарынан алынған уретан түріне және уретанды мочевина түріне бөлуге болады. Жалпы жіктеу полиэфир түріне және полиэфир түріне бөлінеді.

TPU синтезі үшін қандай шикізат бар?

(1) Полимер диол

Молекулярлық салмағы 500-ден 4000-ға дейін болатын макромолекулалық диол және TPU эластомерінде 50% -дан 80% дейін құрайтын бифункционалды топтары бар, TPU физикалық және химиялық қасиеттерінде шешуші рөл атқарады.

TPU эластомері үшін жарамды полимер Диолды полиэфирге және полиэфирге бөлуге болады: полиэфирге политетраметилен Адипин қышқылы гликоль (PBA) ε PCL, PHC кіреді; Полиэфирлерге полиоксипропиленді эфир гликоль (ППГ), тетрагидрофуран полиэфиргликоль (ПТМГ) және т.б.

(2) Диизоцианат

Молекулярлық салмағы аз, бірақ жұмсақ сегмент пен қатты сегментті байланыстыру рөлін атқарып қана қоймай, сонымен қатар TPU-ға әртүрлі жақсы физикалық және механикалық қасиеттер береді. TPU үшін қолданылатын диизоцианаттар: метилендифенилдиизоцианат (MDI), метилен бис (-4-циклогексил изоцианат) (HMDI), p-фенилдиизоцианат (PPDI), 1,5-нафталендиизоцианат (NDI), p-фенитилдианат PXDI) және т.б.

(3) Тізбекті ұзартқыш

Молекулярлық салмағы 100~350, кіші молекулалық диолға жататын, кіші молекулалық массасы, ашық тізбек құрылымы және алмастырғыш тобы жоқ тізбекті ұзартқыш жоғары қаттылық пен TPU жоғары скалярлық салмағын алуға қолайлы. TPU үшін жарамды тізбекті ұзартқыштарға 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-бис (2-гидроксиэтокси) бензол (HQEE), 1,4-циклогександиметанол (CHDM), p-фенилдиметилгликол (PXG) және т.б.

Модификация TPU-ны қатайтатын агент ретінде қолдану

Өнімнің құнын төмендету және қосымша өнімділік алу үшін полиуретанды термопластикалық эластомерлер әртүрлі термопластикалық және модификацияланған резеңке материалдарын қатайту үшін жиі қолданылатын қатайтатын агенттер ретінде пайдаланылуы мүмкін.

Полиуретан жоғары полярлығының арқасында полярлы шайырлармен немесе резеңкелермен үйлесімді болуы мүмкін, мысалы, хлорлы полиэтилен (CPE), оны медициналық бұйымдарды жасау үшін пайдалануға болады; ABS көмегімен араластыру пайдалану үшін инженерлік термопластиктерді алмастыра алады; Поликарбонатпен (ПК) бірге қолданғанда майға төзімділік, отынға төзімділік және соққыға төзімділік сияқты қасиеттерге ие және автомобильдің корпустарын жасауға болады; Полиэфирмен біріктірілген кезде оның қаттылығын жақсартуға болады; Сонымен қатар, ол ПВХ, Полиоксиметилен немесе PVDC жақсы үйлесімді болуы мүмкін; Полиэфир полиуретан 15% нитрил резеңке немесе 40% нитрил резеңке/ПВХ қоспасымен жақсы үйлеседі; Полиэфир полиуретан 40% нитрил резеңке/поливинилхлорид қоспасы желімімен де жақсы үйлеседі; Ол сондай-ақ акрилонитрил стирол (SAN) сополимерлерімен үйлесімді болуы мүмкін; Ол реактивті полисилоксандармен өзара енетін желілік (IPN) құрылымдарды құра алады. Жоғарыда аталған аралас желімдердің басым көпшілігі ресми түрде шығарылған.

Соңғы жылдары Қытайда POM-ды TPU арқылы қатайту бойынша зерттеулер көбейіп келеді. TPU және POM араласуы TPU жоғары температураға төзімділігі мен механикалық қасиеттерін жақсартып қана қоймайды, сонымен қатар POM-ды айтарлықтай қатайтады. Кейбір зерттеушілер созылу сыну сынақтарында POM матрицасымен салыстырғанда, TPU бар POM қорытпасы сынғыш сынудан иілгіш сынуға өткенін көрсетті. TPU қосу сонымен қатар POM-ға пішінді жады өнімділігін береді. POM кристалдық аймағы пішінді жады қорытпасының бекітілген фазасы ретінде қызмет етеді, ал аморфты TPU және POM аморфты аймағы қайтымды фаза ретінде қызмет етеді. Қалпына келтіру реакциясының температурасы 165 ℃ және қалпына келтіру уақыты 120 секунд болғанда, қорытпаның қалпына келу жылдамдығы 95% -дан асады және қалпына келтіру әсері ең жақсы болады.

TPU полиэтилен, полипропилен, этиленпропилен резеңке, бутадиен каучук, изопрен каучук немесе қалдық резеңке ұнтағы сияқты полярлы емес полимерлі материалдармен үйлесімді болуы қиын және жақсы өнімділігі бар композиттер өндіру үшін қолданыла алмайды. Сондықтан соңғысы үшін плазма, тәж, дымқыл химия, праймер, жалын немесе реактивті газ сияқты бетті өңдеу әдістері жиі қолданылады. Мысалы, American Air Products and Chemicals компаниясы молекулалық салмағы 3-5 миллион болатын ультра жоғары молекулалық полиэтиленді ұнтаққа F2/O2 белсенді газ бетін өңдеуді жүргізді және оны полиуретанды эластомерге 10 қатынасында қосты. %, бұл оның иілу модулін, созылу беріктігін және тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Сондай-ақ F2/O2 белсенді газ бетін өңдеу композициялық материалдың қаттылығы мен жыртылу беріктігін жақсартатын ұзындығы 6-35 мм болатын бағытталған ұзартылған қысқа талшықтарға да қолданылуы мүмкін.

TPU қолданбасының салалары қандай?

1958 жылы Goodrich Chemical Company (қазіргі атауы Lubrizol) алғаш рет Estane TPU брендін тіркеді. Соңғы 40 жыл ішінде дүние жүзінде 20-дан астам бренд атаулары болды және әр брендте бірнеше өнімдер сериясы бар. Қазіргі уақытта әлемдегі негізгі TPU шикізат өндірушілері: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding және т.б.

Тамаша эластомер ретінде TPU күнделікті қажеттіліктерде, спорттық тауарларда, ойыншықтарда, сәндік материалдарда және басқа салаларда кеңінен қолданылатын төменгі өнімдердің кең ауқымына ие. Төменде бірнеше мысал келтірілген.

① Аяқ киім материалдары

TPU, негізінен, тамаша серпімділігі мен тозуға төзімділігіне байланысты аяқ киім материалдарына қолданылады. Құрамында TPU бар аяқ киім бұйымдары қарапайым аяқ киім өнімдеріне қарағанда киюге әлдеқайда ыңғайлы, сондықтан олар жоғары сапалы аяқ киім өнімдерінде, әсіресе кейбір спорттық аяқ киімдерде және күнделікті аяқ киімдерде кеңінен қолданылады.

② Түтіктер

Жұмсақтығына, жақсы созылу беріктігіне, соққыға төзімділігіне және жоғары және төмен температураға төзімділігіне байланысты TPU шлангтары Қытайда ұшақтар, цистерналар, автомобильдер, мотоциклдер және станоктар сияқты механикалық жабдықтарға арналған газ және май түтіктері ретінде кеңінен қолданылады.

③ Кабель

TPU жыртылуға төзімділікті, тозуға төзімділікті және иілу сипаттамаларын қамтамасыз етеді, жоғары және төмен температураға төзімділік кабель өнімділігінің кілті болып табылады. Сонымен, Қытай нарығында басқару кабельдері және қуат кабельдері сияқты жетілдірілген кабельдер күрделі кабель конструкцияларының жабын материалдарын қорғау үшін TPU пайдаланады және оларды қолдану барған сайын кең таралуда.

④ Медициналық құрылғылар

TPU қауіпсіз, тұрақты және жоғары сапалы ПВХ алмастырғыш материал болып табылады, оның құрамында фталат және басқа химиялық зиянды заттар болмайды және жанама әсерлер туғызу үшін медициналық катетердегі немесе медициналық сөмкедегі қанға немесе басқа сұйықтықтарға ауысады. Сонымен қатар, арнайы әзірленген экструзия және инъекциялық TPU бар ПВХ жабдықта аздап жөндеу арқылы оңай пайдалануға болады.

⑤ Көліктер және басқа да көлік құралдары

Нейлон матаның екі жағын полиуретанды термопластикалық эластомермен экструдтау және қаптау арқылы вулканизацияланған резеңке үрлемелі салдарға қарағанда 3-15 адам тасымалдайтын үрлемелі жауынгерлік шабуыл салдары мен барлау салдарын жасауға болады; Шыны талшықпен нығайтылған полиуретанды термопластикалық эластомерді автомобильдің екі жағында құйылған бөлшектер, есік мұқабалары, бамперлер, үйкеліске қарсы жолақтар және торлар сияқты корпус компоненттерін жасау үшін пайдалануға болады.