Termoplastik poliuretan elastomer nədir?

Termoplastik poliuretan elastomer nədir?

Poliuretan elastomer müxtəlif poliuretan sintetik materiallardır (digər növlər poliuretan köpük, poliuretan yapışdırıcı, poliuretan örtük və poliuretan lifinə aiddir) və Termoplastik poliuretan elastomer üç növ poliuretan elastomerdən biridir. İnsanlar onu adətən TPU adlandırırlar (digər iki əsas poliuretan elastomer növü tökmə poliuretan elastomerləri, qısaldılmış CPU və qarışıq poliuretan elastomerləri, qısaldılmış MPU).

TPU, qızdırılaraq plastikləşdirilə və həlledici ilə həll edilə bilən bir növ poliuretan elastomerdir. CPU və MPU ilə müqayisədə TPU-nun kimyəvi quruluşunda kimyəvi çarpaz əlaqə az və ya heç yoxdur. Molekulyar zənciri əsasən xəttidir, lakin müəyyən miqdarda fiziki çarpaz əlaqə mövcuddur. Bu, quruluşuna görə çox xarakterik olan Termoplastik poliuretan elastomeridir.

TPU-nun quruluşu və təsnifatı

Termoplastik poliuretan elastomer (AB) blok xətti polimerdir. A uzun zəncir adlanan yüksək molekulyar çəkiyə malik polimer poliolunu (ester və ya poliefir, molekulyar çəkisi 1000~6000) təmsil edir; B qısa zəncir adlanan 2-12 düz zəncirli karbon atomundan ibarət diolu təmsil edir.

Termoplastik poliuretan elastomerinin strukturunda A seqmenti yumşaq seqment adlanır və bu da elastiklik və yumşaqlıq xüsusiyyətlərinə malikdir və bu da TPU-nun genişlənməsinə səbəb olur; B seqmenti ilə izosiyanat arasındakı reaksiya nəticəsində yaranan uretan zənciri həm sərt, həm də sərt xüsusiyyətlərə malik sərt seqment adlanır. A və B seqmentlərinin nisbətini tənzimləməklə fərqli fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərə malik TPU məhsulları hazırlanır.

Yumşaq seqment quruluşuna görə, müvafiq olaraq efir qrupu, efir qrupu və ya buten qrupunu ehtiva edən poliester tipinə, poliefir tipinə və butadien tipinə bölünə bilər. Sərt seqment quruluşuna görə, müvafiq olaraq etilen glikol zəncir genişləndiricilərindən və ya diamin zəncir genişləndiricilərindən əldə edilən uretan tipinə və uretan karbamid tipinə bölünə bilər. Ümumi təsnifat poliester tipinə və poliefir tipinə bölünür.

TPU sintezi üçün xammal hansılardır?

(1) Polimer Diol

TPU elastomerində 50%-dən 80%-ə qədər olan, molekulyar çəkisi 500-dən 4000-ə qədər olan və ikifunksional qruplara malik makromolekulyar diollar TPU-nun fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərində həlledici rol oynayır.

TPU elastomeri üçün uyğun olan Diol polimeri polyester və polieterə bölünə bilər: polyesterə politetrametilen adipik turşu qlikol (PBA) ε PCL, PHC daxildir; Polieterlərə polioksipropilen efir qlikol (PPG), tetrahidrofuran polieter qlikol (PTMG) və s. daxildir.

(2) Diizosiyanat

Molekulyar çəkisi azdır, lakin funksiyası üstündür ki, bu da yalnız yumşaq seqmenti və sərt seqmenti birləşdirmək rolunu oynamır, həm də TPU-ya müxtəlif yaxşı fiziki və mexaniki xüsusiyyətlər verir. TPU-ya tətbiq olunan diizosiyanatlar bunlardır: Metilen difenil diizosiyanat (MDI), metilen bis (-4-sikloheksil izosiyanat) (HMDI), p-fenildiizosiyanat (PPDI), 1,5-naftalin diizosiyanat (NDI), p-fenildimetil diizosiyanat (PXDI) və s.

(3) Zəncir genişləndiricisi

Molekulyar çəkisi 100~350 olan, kiçik molekulyar Diola aid olan, kiçik molekulyar çəkiyə malik, açıq zəncir quruluşlu və əvəzedici qrupu olmayan zəncir genişləndiricisi yüksək sərtlik və yüksək skalyar çəki TPU əldə etməyə kömək edir. TPU üçün uyğun zəncir genişləndiricilərinə 1,4-butandiol (BDO), 1,4-bis (2-hidroksietoksi) benzol (HQEE), 1,4-sikloheksandimetanol (CHDM), p-fenildimetilqlikol (PXG) və s. daxildir.

TPU-nun sərtləşdirici vasitə kimi modifikasiya tətbiqi

Məhsul xərclərini azaltmaq və əlavə performans əldə etmək üçün poliuretan termoplastik elastomerlər müxtəlif termoplastik və modifikasiya olunmuş rezin materialları sərtləşdirmək üçün geniş istifadə olunan sərtləşdirici maddələr kimi istifadə edilə bilər.

Yüksək polyarlığına görə poliuretan tibbi məhsullar hazırlamaq üçün istifadə edilə bilən xlorlu polietilen (CPE) kimi polyar qətranlar və ya kauçuklar ilə uyğun ola bilər; ABS ilə qarışdırmaq istifadə üçün mühəndislik termoplastiklərini əvəz edə bilər; Polikarbonat (PC) ilə birlikdə istifadə edildikdə, yağ müqaviməti, yanacağa davamlılıq və zərbəyə davamlılıq kimi xüsusiyyətlərə malikdir və avtomobil kuzovlarının hazırlanmasında istifadə edilə bilər; Poliesterlə birləşdirildikdə, onun möhkəmliyi artırıla bilər; Bundan əlavə, PVC, Polioksimetilen və ya PVDC ilə yaxşı uyğunlaşa bilər; Poliester poliuretan 15% Nitril rezin və ya 40% nitril rezin/PVC qarışığı ilə yaxşı uyğunlaşa bilər; Polieter poliuretan həmçinin 40% nitril rezin/polivinilxlorid qarışığı yapışdırıcısı ilə yaxşı uyğunlaşa bilər; Həmçinin akrilonitril stirol (SAN) kopolimerləri ilə uyğunlaşa bilər; Reaktiv polisiloksanlarla interpenetrasiya edən şəbəkə (IPN) strukturları yarada bilər. Yuxarıda qeyd olunan qarışıq yapışdırıcıların böyük əksəriyyəti artıq rəsmi olaraq istehsal olunub.

Son illərdə Çində TPU ilə POM-un sərtləşdirilməsi ilə bağlı tədqiqatlar artmaqdadır. TPU və POM-un qarışığı yalnız TPU-nun yüksək temperatur müqavimətini və mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, həm də POM-u əhəmiyyətli dərəcədə möhkəmləndirir. Bəzi tədqiqatçılar göstəriblər ki, dartılma sınıq testlərində, POM matrisi ilə müqayisədə, TPU ilə POM ərintisi kövrək sınıqdan elastik sınığa keçib. TPU-nun əlavə edilməsi həmçinin POM-a forma yaddaşı performansı verir. POM-un kristal bölgəsi forma yaddaşı ərintisi üçün sabit faza, amorf TPU və POM-un amorf bölgəsi isə geri dönən faza kimi xidmət edir. Bərpa cavab temperaturu 165 ℃ və bərpa müddəti 120 saniyə olduqda, ərintinin bərpa sürəti 95%-dən çox olur və bərpa effekti ən yaxşısıdır.

TPU polietilen, polipropilen, etilen propilen kauçuk, butadien kauçuk, izopren kauçuk və ya tullantı rezin tozu kimi qütb olmayan polimer materialları ilə uyğunlaşmaq çətindir və yaxşı performansa malik kompozitlər istehsal etmək üçün istifadə edilə bilməz. Buna görə də, sonuncular üçün plazma, korona, yaş kimya, astar, alov və ya reaktiv qaz kimi səthi təmizləmə üsulları tez-tez istifadə olunur. Məsələn, American Air Products and Chemicals Company, molekulyar çəkisi 3-5 milyon olan ultra yüksək molekulyar çəkili polietilen incə toz üzərində F2/O2 aktiv qaz səthi təmizləməsini həyata keçirmiş və onu poliuretan elastomerinə 10% nisbətində əlavə etmişdir ki, bu da onun əyilmə modulunu, dartılma möhkəmliyini və aşınma müqavimətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. F2/O2 aktiv qaz səthi müalicəsi həmçinin 6-35 mm uzunluğunda istiqamətli uzanan qısa liflərə də tətbiq oluna bilər ki, bu da kompozit materialın sərtliyini və cırılma müqavimətini artıra bilər.

TPU-nun tətbiq sahələri hansılardır?

1958-ci ildə Goodrich Chemical Company (indi Lubrizol adlandırılıb) ilk dəfə TPU markası Estane-ni qeydiyyata aldı. Son 40 ildə dünyada 20-dən çox marka adı mövcud olub və hər bir brendin bir neçə məhsul seriyası var. Hazırda dünyada əsas TPU xammal istehsalçıları bunlardır: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding və s.

Əla bir elastomer kimi, TPU gündəlik tələbat mallarında, idman mallarında, oyuncaqlarda, dekorativ materiallarda və digər sahələrdə geniş istifadə olunan geniş çeşiddə aşağı axın məhsullarına malikdir. Aşağıda bir neçə nümunə verilmişdir.

① Ayaqqabı materialları

TPU, əla elastikliyi və aşınmaya davamlılığı səbəbindən əsasən ayaqqabı materialları üçün istifadə olunur. TPU tərkibli ayaqqabı məhsulları adi ayaqqabı məhsullarına nisbətən geyinmək üçün daha rahatdır, buna görə də onlar yüksək səviyyəli ayaqqabı məhsullarında, xüsusən də bəzi idman ayaqqabılarında və gündəlik ayaqqabılarda daha geniş istifadə olunur.

② Şlanqlar

Yumşaqlığı, yaxşı dartılma gücü, zərbə gücü və yüksək və aşağı temperaturlara qarşı müqaviməti sayəsində TPU şlanqları Çində təyyarələr, tanklar, avtomobillər, motosikletlər və dəzgahlar kimi mexaniki avadanlıqlar üçün qaz və yağ şlanqları kimi geniş istifadə olunur.

③ Kabel

TPU, yırtılmaya, aşınmaya və əyilməyə qarşı müqavimət təmin edir və yüksək və aşağı temperatur müqaviməti kabel performansının açarıdır. Beləliklə, Çin bazarında idarəetmə kabelləri və elektrik kabelləri kimi qabaqcıl kabellər mürəkkəb kabel dizaynlarının örtük materiallarını qorumaq üçün TPU-lardan istifadə edir və onların tətbiqi getdikcə daha geniş yayılır.

④ Tibbi cihazlar

TPU, tərkibində ftalat və digər zərərli kimyəvi maddələr olmayan və yan təsirlərə səbəb olmaq üçün tibbi kateterdə və ya tibbi çantada qana və ya digər mayelərə miqrasiya edən təhlükəsiz, sabit və yüksək keyfiyyətli PVC əvəzedici materialdır. Bundan əlavə, xüsusi hazırlanmış ekstruziya dərəcəli və inyeksiya dərəcəli TPU, mövcud PVC avadanlıqlarında bir az düzəlişlə asanlıqla istifadə edilə bilər.

⑤ Nəqliyyat vasitələri və digər nəqliyyat vasitələri

Neylon parçanın hər iki tərəfini poliuretan termoplastik elastomerlə ekstruziya edərək örtməklə, vulkanlaşdırılmış rezin şişmə sallardan daha yaxşı performansa malik 3-15 nəfərlik şişmə döyüş hücum salları və kəşfiyyat salları hazırlana bilər; şüşə liflə möhkəmləndirilmiş poliuretan termoplastik elastomer avtomobilin özünün hər iki tərəfindəki qəliblənmiş hissələr, qapı örtükləri, bamperlər, sürtünmə əleyhinə zolaqlar və barmaqlıqlar kimi kuzov komponentləri hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.