TPU, diizosiyanatlardan, poliollardan və zəncir genişləndiricilərindən ibarət çoxfazalı blok kopolimer olan poliuretan termoplastik elastomerdir. Yüksək performanslı elastomer kimi, TPU geniş çeşiddə aşağı axın məhsul istiqamətlərinə malikdir və gündəlik tələbat mallarında, idman avadanlığında, oyuncaqlarda, dekorativ materiallarda və ayaqqabı materialları, şlanqlar, kabellər, tibbi cihazlar və s. kimi digər sahələrdə geniş istifadə olunur.
Hazırda əsas TPU xammal istehsalçılarına BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical daxildir.Linghua Yeni Materiallarıvə s. Yerli müəssisələrin düzülüşü və tutumunun genişlənməsi ilə TPU sənayesi hazırda yüksək rəqabətədavamlıdır. Bununla belə, yüksək səviyyəli tətbiq sahəsində hələ də idxaldan asılıdır ki, bu da Çinin irəliləyişlər əldə etməsi lazım olan bir sahədir. Gəlin TPU məhsullarının gələcək bazar perspektivlərindən danışaq.
1. Superkritik köpüklənən E-TPU
2012-ci ildə Adidas və BASF birgə olaraq, orta daban materialı kimi köpüklü TPU (infinergy ticarət adı) istifadə edən qaçış ayaqqabısı markası EnergyBoost-u hazırladılar. EVA orta dabanları ilə müqayisədə, substrat kimi 80-85 Shore A sərtliyinə malik poliefir TPU-dan istifadə edildiyi üçün köpüklü TPU orta dabanları 0 ℃-dən aşağı mühitlərdə yaxşı elastiklik və yumşaqlıq saxlaya bilir ki, bu da geyinmə rahatlığını artırır və bazarda geniş tanınır.
2. Liflə möhkəmləndirilmiş modifikasiya olunmuş TPU kompozit materialı
TPU yaxşı zərbəyə davamlılığa malikdir, lakin bəzi tətbiqlərdə yüksək elastiklik modulu və çox sərt materiallar tələb olunur. Şüşə lifli möhkəmləndirmə modifikasiyası materialların elastiklik modulunu artırmaq üçün geniş istifadə olunan bir texnikadır. Modifikasiya yolu ilə yüksək elastiklik modulu, yaxşı izolyasiya, güclü istilik müqaviməti, yaxşı elastik bərpa performansı, yaxşı korroziyaya davamlılıq, zərbəyə davamlılıq, aşağı genişlənmə əmsalı və ölçülü sabitlik kimi bir çox üstünlüklərə malik termoplastik kompozit materiallar əldə edilə bilər.
BASF, patentində şüşə qısa liflərdən istifadə edərək yüksək modullu şüşə liflə möhkəmləndirilmiş TPU hazırlamaq üçün bir texnologiya təqdim etdi. Shore D sərtliyi 83 olan TPU, politetrafluoroetilen glikol (PTMEG, Mn=1000), MDI və 1,4-butandiol (BDO)-nu 1,3-propandiol ilə xammal kimi qarışdırmaqla sintez edildi. Bu TPU, elastiklik modulu 18,3 GPa və dartılma möhkəmliyi 244 MPa olan kompozit material əldə etmək üçün 52:48 kütlə nisbətində şüşə liflə birləşdirildi.
Şüşə lifdən əlavə, karbon lifli kompozit TPU istifadə edən məhsulların, məsələn, Covestro-nun 100GPa-ya qədər elastiklik moduluna və metallardan daha aşağı sıxlığa malik Maezio karbon lifli/TPU kompozit lövhəsinin istehsalına dair məlumatlar da mövcuddur.
3. Halogensiz alov gecikdirici TPU
TPU yüksək möhkəmliyə, yüksək sərtliyə, əla aşınma müqavimətinə və digər xüsusiyyətlərə malikdir, bu da onu tellər və kabellər üçün çox uyğun bir örtük materialına çevirir. Lakin şarj stansiyaları kimi tətbiq sahələrində daha yüksək alov gecikdiriciliyi tələb olunur. TPU-nun alov gecikdirici performansını yaxşılaşdırmağın ümumiyyətlə iki yolu var. Biri, kimyəvi birləşmə yolu ilə TPU sintezinə fosfor, azot və digər elementlər ehtiva edən poliollar və ya izosiyanatlar kimi alov gecikdirici materialların daxil edilməsini əhatə edən reaktiv alov gecikdirici modifikasiyasıdır; İkincisi, TPU-nun substrat kimi istifadəsini və ərimə qarışdırmaq üçün alov gecikdiricilərinin əlavə edilməsini əhatə edən əlavə alov gecikdirici modifikasiyasıdır.
Reaktiv modifikasiya TPU-nun strukturunu dəyişdirə bilər, lakin əlavə alov gecikdiricisinin miqdarı çox olduqda, TPU-nun gücü azalır, emal performansı pisləşir və az miqdarda əlavə etmək tələb olunan alov gecikdirici səviyyəsinə çata bilmir. Hal-hazırda, şarj stansiyalarının tətbiqinə həqiqətən cavab verə biləcək kommersiya baxımından yüksək alov gecikdirici məhsul yoxdur.
Keçmiş Bayer MaterialScience (indiki Kostron) bir vaxtlar patentində fosfin oksidinə əsaslanan üzvi fosfor tərkibli poliol (IHPO) təqdim etmişdi. IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI və BDO-dan sintez edilmiş poliefir TPU əla alov gecikdiriciliyi və mexaniki xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Ekstruziya prosesi hamardır və məhsulun səthi hamardır.
Halogensiz alov gecikdiricilərinin əlavə edilməsi hazırda halogensiz alov gecikdirici TPU hazırlamaq üçün ən çox istifadə edilən texniki yoldur. Ümumiyyətlə, fosfor əsaslı, azot əsaslı, silikon əsaslı, bor əsaslı alov gecikdiriciləri birləşdirilir və ya alov gecikdiriciləri kimi metal hidroksidlər istifadə olunur. TPU-nun özünəməxsus alovlanma qabiliyyətinə görə, yanma zamanı sabit alov gecikdirici təbəqə yaratmaq üçün tez-tez 30%-dən çox alov gecikdirici doldurma miqdarı tələb olunur. Lakin, əlavə edilən alov gecikdirici miqdarı çox olduqda, alov gecikdiricisi TPU substratında qeyri-bərabər şəkildə dağılır və alov gecikdirici TPU-nun mexaniki xüsusiyyətləri ideal deyil ki, bu da onun şlanqlar, plyonkalar və kabellər kimi sahələrdə tətbiqini və təşviqini məhdudlaşdırır.
BASF-ın patenti, melamin polifosfatı və fosfor tərkibli fosfin turşusu törəməsini alov gecikdiriciləri kimi orta molekulyar çəkisi 150 kDa-dan çox olan TPU ilə qarışdıran alov gecikdirici TPU texnologiyasını təqdim edir. Məlum olub ki, alov gecikdiricisinin performansı yüksək dartılma möhkəmliyinə nail olmaqla yanaşı, əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşıb.
Materialın dartılma möhkəmliyini daha da artırmaq üçün BASF-ın patenti izosiyanatlar ehtiva edən çarpaz birləşdirici agent masterbatch hazırlamaq üçün bir üsul təqdim edir. Bu tip masterbatchın 2%-ni UL94V-0 alov gecikdirici tələblərinə cavab verən tərkibə əlavə etmək, V-0 alov gecikdirici performansını qoruyarkən materialın dartılma möhkəmliyini 35MPa-dan 40MPa-ya qədər artıra bilər.
Alov gecikdirici TPU-nun istilik yaşlanma müqavimətini artırmaq üçün patentLinghua Yeni Materiallar Şirkətihəmçinin səth örtüklü metal hidroksidlərinin alov gecikdiriciləri kimi istifadə üsulunu təqdim edir. Alov gecikdirici TPU-nun hidroliz müqavimətini artırmaq üçün,Linghua Yeni Materiallar Şirkətibaşqa bir patent ərizəsində melamin alov gecikdiricisi əlavə etməklə metal karbonat təqdim etdi.
4. Avtomobil boya qoruyucu filmi üçün TPU
Avtomobil boya qoruyucu filmi, quraşdırıldıqdan sonra boya səthini havadan təcrid edən, turşu yağışının, oksidləşmənin, cızıqların qarşısını alan və boya səthi üçün uzunmüddətli qoruma təmin edən qoruyucu filmdir. Əsas funksiyası quraşdırıldıqdan sonra avtomobil boya səthini qorumaqdır. Boya qoruyucu filmi ümumiyyətlə üç təbəqədən ibarətdir, səthində öz-özünə bərpa olunan örtük, ortasında polimer film və alt təbəqədə akril təzyiqə həssas yapışdırıcı var. TPU ara polimer filmlərin hazırlanması üçün əsas materiallardan biridir.
Boya qoruyucu filmdə istifadə olunan TPU üçün performans tələbləri aşağıdakılardır: cızıq müqaviməti, yüksək şəffaflıq (işıq keçiriciliyi>95%), aşağı temperatur elastikliyi, yüksək temperatur müqaviməti, dartılma möhkəmliyi>50MPa, uzanma>400% və Shore A sərtlik diapazonu 87-93; Ən vacib performans hava müqavimətidir, buraya UB yaşlanmasına, termal oksidləşdirici parçalanmaya və hidrolizə qarşı müqavimət daxildir.
Hazırda yetkin məhsullar ditsikloheksil diizosiyanatdan (H12MDI) hazırlanmış alifatik TPU və xammal kimi polikaprolakton dioldur. Adi aromatik TPU bir günlük UB şüalanmasından sonra gözəçarpan şəkildə sarıya çevrilir, avtomobil örtüyü üçün istifadə edilən alifatik TPU isə eyni şərtlər altında əhəmiyyətli dəyişikliklər etmədən saralma əmsalını qoruya bilir.
Poliefir (ε – kaprolakton) TPU poliefir və poliefir TPU ilə müqayisədə daha balanslı bir performansa malikdir. Bir tərəfdən, adi poliefir TPU-nun əla cırılma müqavimətini nümayiş etdirə bilir, digər tərəfdən isə poliefir TPU-nun üstün aşağı sıxılma daimi deformasiyası və yüksək ribaund performansını nümayiş etdirir və beləliklə, bazarda geniş istifadə olunur.
Bazar seqmentasiyasından sonra məhsulun səmərəliliyi üçün fərqli tələblər, səth örtük texnologiyasının və yapışqan formulunun tənzimlənməsi qabiliyyətinin təkmilləşdirilməsi ilə gələcəkdə boya qoruyucu filmlərə poliester və ya adi polyester H12MDI alifatik TPU tətbiq etmək şansı da var.
5. Bioəsaslı TPU
Bio əsaslı TPU hazırlamaq üçün ümumi üsul, polimerləşmə prosesi zamanı bio əsaslı izosiyanatlar (məsələn, MDI, PDI), bio əsaslı poliollar və s. kimi bio əsaslı monomerlərin və ya aralıq maddələrin tətbiqidir. Bunların arasında bio əsaslı izosiyanatlar bazarda nisbətən nadirdir, bio əsaslı poliollar isə daha çox yayılmışdır.
Bio əsaslı izosiyanatlara gəldikdə, 2000-ci ildən etibarən BASF, Covestro və digər şirkətlər PDI tədqiqatlarına çoxlu səy göstərmiş və PDI məhsullarının ilk partiyası 2015-2016-cı illərdə bazara çıxarılmışdır. Wanhua Chemical şirkəti qarğıdalı sobasından hazırlanmış bio əsaslı PDI istifadə edərək 100% bio əsaslı TPU məhsulları hazırlamışdır.
Bio əsaslı poliollara gəldikdə, buraya bio əsaslı politetrafluoroetilen (PTMEG), bio əsaslı 1,4-butandiol (BDO), bio əsaslı 1,3-propandiol (PDO), bio əsaslı polyester poliollar, bio əsaslı poliefir poliollar və s. daxildir.
Hazırda bir çox TPU istehsalçısı ənənəvi neft-kimya əsaslı TPU ilə müqayisə edilə bilən bio əsaslı TPU istehsal edib. Bu bio əsaslı TPU-lar arasındakı əsas fərq bio əsaslı tərkib səviyyəsindədir, ümumiyyətlə 30%-dən 40%-ə qədər dəyişir, bəziləri isə daha yüksək səviyyələrə çatır. Ənənəvi neft-kimya əsaslı TPU ilə müqayisədə bio əsaslı TPU karbon emissiyalarının azaldılması, xammalın davamlı bərpası, yaşıl istehsal və resursların qorunması kimi üstünlüklərə malikdir. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical vəLinghua Yeni Materiallarıbio əsaslı TPU brendlərini təqdim ediblər və karbonun azaldılması və dayanıqlılıq da gələcəkdə TPU-nun inkişafı üçün əsas istiqamətlərdir.
Yazı vaxtı: 09 Avqust 2024