TPU-nun gələcək inkişafı üçün əsas istiqamətlər

TPU poliuretan termoplastik elastomerdir, diizosiyanatlardan, poliollardan və zəncir genişləndiricilərindən ibarət çoxfazalı blok kopolimeridir. Yüksək performanslı elastomer kimi, TPU aşağı məhsul istiqamətlərinin geniş çeşidinə malikdir və gündəlik tələbat mallarında, idman avadanlıqlarında, 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,Linghua Yeni Materialları, və s. Yerli müəssisələrin yerləşdirilməsi və potensialının genişləndirilməsi ilə TPU sənayesi hazırda yüksək rəqabətlidir. Bununla belə, yüksək səviyyəli tətbiq sahəsində o, hələ də idxala əsaslanır ki, bu da Çinin irəliləyişlərə nail olmaq üçün ehtiyac duyduğu sahədir. Gəlin TPU məhsullarının gələcək bazar perspektivləri haqqında danışaq.

1. Superkritik köpüklənən E-TPU

2012-ci ildə Adidas və BASF birlikdə orta altlıq materialı kimi köpüklənmiş TPU (ticarət adı infinergy) istifadə edən qaçış ayaqqabısı EnergyBoost brendini inkişaf etdirdi. Substrat kimi Shore A sərtliyi 80-85 olan polieter TPU-dan istifadə edildiyinə görə, EVA orta altlıqları ilə müqayisədə köpüklənmiş TPU orta altlıqlar hələ də 0 ℃-dən aşağı olan mühitlərdə yaxşı elastiklik və yumşaqlığı saxlaya bilir, bu da geyinmə rahatlığını artırır və geniş şəkildə tanınır. bazar.
2. Fiber gücləndirilmiş dəyişdirilmiş TPU kompozit material

TPU yaxşı təsir müqavimətinə malikdir, lakin bəzi tətbiqlərdə yüksək elastik modul və çox sərt materiallar tələb olunur. Şüşə lifi möhkəmləndirmə modifikasiyası materialların elastik modulunu artırmaq üçün çox istifadə edilən bir texnikadır. Modifikasiya vasitəsilə yüksək elastiklik modulu, yaxşı izolyasiya, güclü istilik müqaviməti, yaxşı elastik bərpa performansı, yaxşı korroziyaya davamlılıq, təsir müqaviməti, aşağı genişlənmə əmsalı və ölçü sabitliyi kimi bir çox üstünlüklərə malik termoplastik kompozit materiallar əldə edilə bilər.

BASF öz patentində şüşə qısa liflərindən istifadə edərək yüksək modullu şüşə liflə gücləndirilmiş TPU hazırlamaq texnologiyasını təqdim edib. Shore D sərtliyi 83 olan TPU, xammal kimi politetrafloroetilen qlikol (PTMEG, Mn=1000), MDI və 1,4-butandiolun (BDO) 1,3-propandiol ilə qarışdırılması yolu ilə sintez edilmişdir. Bu TPU 18,3 GPa elastik modulu və 244 MPa dartılma gücü olan kompozit material əldə etmək üçün 52:48 kütlə nisbətində şüşə lifi ilə birləşdirildi.

Şüşə liflə yanaşı, 100GPa-a qədər elastik modula və metallardan daha aşağı sıxlığa malik Covestro-nun Maezio karbon lifi/TPU kompozit lövhəsi kimi karbon lifli kompozit TPU istifadə edən məhsulların da hesabatları var.
3. Halojensiz alov gecikdirici TPU

TPU yüksək gücə, yüksək möhkəmliyə, əla aşınma müqavimətinə və digər xüsusiyyətlərə malikdir, bu da onu naqillər və kabellər üçün çox uyğun bir örtük materialına çevirir. Lakin şarj stansiyaları kimi tətbiq sahələrində daha yüksək alov gecikdiricilik tələb olunur. TPU-nun alov gecikdirici performansını yaxşılaşdırmaq üçün ümumiyyətlə iki yol var. Bunlardan biri, kimyəvi birləşmə yolu ilə TPU-nun sintezinə fosfor, azot və digər elementləri ehtiva edən poliollar və ya izosiyanatlar kimi alov gecikdirən materialların daxil edilməsini nəzərdə tutan reaktiv alov gecikdirici modifikasiyadır; İkincisi, TPU-nun substrat kimi istifadə edilməsini və ərimələrin qarışdırılması üçün alov gecikdiricilərinin əlavə edilməsini nəzərdə tutan əlavə alov gecikdirici modifikasiyadır.

Reaktiv modifikasiya TPU-nun strukturunu dəyişə bilər, lakin əlavə alov gecikdiricinin miqdarı böyük olduqda, TPU-nun gücü azalır, emal performansı pisləşir və az miqdarda əlavə etməklə tələb olunan alov gecikdirici səviyyəsinə nail ola bilməz. Hal-hazırda, şarj stansiyalarının tətbiqinə həqiqətən cavab verə biləcək yüksək alov gecikdirici məhsul yoxdur.

Keçmiş Bayer MaterialScience (indiki Kostron) bir dəfə patentdə fosfin oksidinə əsaslanan poliol (IHPO) tərkibli üzvi fosfor təqdim etdi. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI və BDO-dan sintez edilmiş polieter TPU əla alov gecikdiricilik və mexaniki xüsusiyyətlər nümayiş etdirir. Ekstruziya prosesi hamar, məhsulun səthi hamardır.

Halogensiz alov gecikdiricilərin əlavə edilməsi halogensiz alov gecikdirici TPU hazırlamaq üçün hazırda ən çox istifadə edilən texniki yoldur. Ümumiyyətlə, fosfor əsaslı, azot əsaslı, silikon əsaslı, bor əsaslı alov gecikdiricilər birləşmələr və ya metal hidroksidlər alov gecikdiricilər kimi istifadə olunur. TPU-nun özünəməxsus alovlanma qabiliyyətinə görə, yanma zamanı sabit alov gecikdirici təbəqə yaratmaq üçün tez-tez 30% -dən çox alov gecikdirici doldurma tələb olunur. Bununla belə, əlavə edilən alov gecikdiricinin miqdarı böyük olduqda, alov gecikdirici TPU substratında qeyri-bərabər dağılır və alov gecikdirici TPU-nun mexaniki xüsusiyyətləri ideal deyil, bu da onun şlanqlar, filmlər kimi sahələrdə tətbiqini və təşviqini məhdudlaşdırır. , və kabellər.

BASF-nin patenti, orta molekulyar çəkisi 150 kDa-dan çox olan melamin polifosfat və fosfin turşusunun fosfor törəməsini alov gecikdiriciləri kimi TPU ilə qarışdıran alov gecikdirən TPU texnologiyasını təqdim edir. Müəyyən edilmişdir ki, alov gecikdirici performans yüksək dartılma gücünə nail olmaqla əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmışdır.

Materialın dartılma gücünü daha da artırmaq üçün BASF patenti, tərkibində izosiyanatlar olan çarpaz birləşdirici agent masterbatch hazırlamaq üsulunu təqdim edir. UL94V-0 alov gecikdirici tələblərə cavab verən kompozisiyaya bu növ masterbatchın 2%-nin əlavə edilməsi V-0 alov gecikdirici performansını qoruyarkən materialın dartılma gücünü 35MPa-dan 40MPa-a qədər artıra bilər.

Alov gecikdirən TPU-nun istilik yaşlanma müqavimətini artırmaq üçün patentLinghua Yeni Materiallar Şirkətihəmçinin səthlə örtülmüş metal hidroksidlərin alov gecikdiriciləri kimi istifadə üsulunu təqdim edir. Alov gecikdirən TPU-nun hidroliz müqavimətini artırmaq üçün,Linghua Yeni Materiallar Şirkətibaşqa bir patent müraciətində melamin alov gecikdiricisinin əlavə edilməsi əsasında metal karbonat təqdim etdi.

4. Avtomobil boyası qoruyucu film üçün TPU

Avtomobil boyası qoruyucu film, quraşdırıldıqdan sonra boya səthini havadan təcrid edən, turşu yağışının, oksidləşmənin, cızıqların qarşısını alan və boya səthinin uzunmüddətli qorunmasını təmin edən qoruyucu filmdir. Onun əsas funksiyası quraşdırıldıqdan sonra avtomobil boyasının səthini qorumaqdır. Boya qoruyucu film ümumiyyətlə üç təbəqədən ibarətdir, səthdə özünü müalicə edən örtük, ortada bir polimer film və alt təbəqədə akril təzyiqə həssas bir yapışqan var. TPU aralıq polimer filmlərin hazırlanması üçün əsas materiallardan biridir.

Boya qoruyucu filmdə istifadə edilən TPU üçün performans tələbləri aşağıdakılardır: cızılmaya davamlılıq, yüksək şəffaflıq (işıq keçiriciliyi>95%), aşağı temperaturda elastiklik, yüksək temperatur müqaviməti, dartılma müqaviməti>50MPa, uzanma>400% və Shore A sərtlik diapazonu 87-93; Ən vacib performans UV yaşlanmasına, termal oksidləşdirici deqradasiyaya və hidrolizə qarşı müqaviməti əhatə edən hava müqavimətidir.

Hazırda yetişmiş məhsullar xammal kimi disikloheksil diizosiyanat (H12MDI) və polikaprolakton dioldan hazırlanmış alifatik TPU-dur. Adi aromatik TPU bir günlük UV şüalanmasından sonra nəzərəçarpacaq dərəcədə sarıya çevrilir, avtomobil sarğı filmi üçün istifadə edilən alifatik TPU isə eyni şəraitdə əhəmiyyətli dəyişikliklər etmədən saralma əmsalını saxlaya bilir.
Poly (ε – kaprolakton) TPU, polieter və polyester TPU ilə müqayisədə daha balanslı performansa malikdir. Bir tərəfdən, o, adi polyester TPU-nun əla yırtılma müqavimətini nümayiş etdirə bilər, digər tərəfdən isə, o, həm də polieter TPU-nun əla aşağı sıxılma daimi deformasiyasını və yüksək rebound performansını nümayiş etdirir, beləliklə, bazarda geniş istifadə olunur.

Bazarın seqmentləşdirilməsindən sonra məhsulun iqtisadi səmərəliliyinə dair müxtəlif tələblərə görə, səthi örtmə texnologiyasının təkmilləşdirilməsi və yapışdırıcı formulun tənzimləmə qabiliyyəti ilə gələcəkdə boya qoruyucu filmlərə polieter və ya adi polyester H12MDI alifatik TPU-nun tətbiqi şansı da var.

5. Bio-əsaslı TPU

Bio-əsaslı TPU-nun hazırlanması üçün ümumi üsul polimerləşmə prosesi zamanı bio-əsaslı monomerlərin və ya ara məhsulların, məsələn, bio-əsaslı izosiyanatların (MDI, PDI kimi), bio-əsaslı poliolların və s. daxil edilməsidir. Onların arasında bio-əsaslı izosiyanatlar nisbətən nadirdir. bioloji əsaslı poliollar daha çox yayılmışdır.

Bio-əsaslı izosiyanatlar baxımından, hələ 2000-ci ildə BASF, Covestro və başqaları PDI tədqiqatlarına çox səy sərf etmişlər və PDI məhsullarının ilk partiyası 2015-2016-cı illərdə bazara çıxarılmışdır. Wanhua Chemical qarğıdalı sobasından hazırlanmış bio-əsaslı PDI istifadə edərək 100% bio-əsaslı TPU məhsulları hazırlayıb.

Bio-əsaslı poliollar baxımından ona bio-əsaslı politetrafloroetilen (PTMEG), bio-əsaslı 1,4-butandiol (BDO), bio-əsaslı 1,3-propandiol (PDO), bio-əsaslı poliester poliolları, bio-əsaslı polieter poliollar və s. daxildir.

Hazırda bir çox TPU istehsalçıları bio-əsaslı TPU-nu işə salıblar, onun performansı ənənəvi neft-kimya əsaslı TPU ilə müqayisə olunur. Bu bio-əsaslı TPU-lar arasındakı əsas fərq bio-əsaslı məzmun səviyyəsindədir, ümumiyyətlə 30% -dən 40% -ə qədər dəyişir, bəziləri hətta 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 markalarını işə saldılar və karbonun azaldılması və davamlılığı da gələcəkdə TPU-nun inkişafı üçün əsas istiqamətlərdir.