TPU нь полиуретан термопластик эластомер бөгөөд диизоцианат, полиол, гинжин сунгагчаас бүрдсэн олон фазын блок сополимер юм. Өндөр хүчин чадалтай эластомерын хувьд TPU нь өргөн хүрээний бүтээгдэхүүний чиглэлтэй бөгөөд өдөр тутмын хэрэгцээт зүйлс, спортын хэрэгсэл, тоглоом, гоёл чимэглэлийн материал болон гутлын материал, хоолой, кабель, эмнэлгийн хэрэгсэл гэх мэт бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Одоогийн байдлаар TPU түүхий эдийн гол үйлдвэрлэгчид нь BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua шинэ материалгэх мэт. Дотоодын аж ахуйн нэгжүүдийн зохион байгуулалт, хүчин чадлыг өргөжүүлэхтэй холбоотойгоор TPU салбар одоогоор өндөр өрсөлдөөнтэй байна. Гэсэн хэдий ч өндөр зэрэглэлийн хэрэглээний салбарт импортоос хамааралтай хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь Хятад улс нээлт хийх шаардлагатай салбар юм. TPU бүтээгдэхүүний ирээдүйн зах зээлийн хэтийн төлөвийн талаар ярилцъя.
1. Хэт шүүмжлэлтэй хөөсөрч буй E-TPU
2012 онд Adidas болон BASF компаниуд хамтран гүйлтийн гутлын брэнд болох EnergyBoost-ийг бүтээсэн бөгөөд энэ брэнд нь гутлын голын материал болгон хөөсөн TPU (худалдааны нэр infinergy)-г ашигладаг. EVA голын ултай харьцуулахад суурь болгон Shore A хатуулаг 80-85 полиэфир TPU ашигласан тул хөөсөн TPU голын ул нь 0 ℃-ээс доош орчинд уян хатан чанар, зөөлөн байдлаа хадгалж чаддаг тул өмсөхөд тав тухыг сайжруулж, зах зээл дээр өргөнөөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн.
2. Шилэн хүчитгэсэн өөрчлөгдсөн TPU нийлмэл материал
TPU нь цохилтод сайн тэсвэртэй боловч зарим хэрэглээнд өндөр уян хатан модуль болон маш хатуу материал шаардлагатай байдаг. Шилэн шилэн арматурын өөрчлөлт нь материалын уян хатан модулийг нэмэгдүүлэхэд түгээмэл хэрэглэгддэг арга юм. Өөрчлөлт хийснээр өндөр уян хатан модуль, сайн дулаалга, хүчтэй халуунд тэсвэртэй байдал, сайн уян хатан сэргээлтийн гүйцэтгэл, сайн зэврэлтэд тэсвэртэй байдал, цохилтод тэсвэртэй байдал, бага тэлэлтийн коэффициент, хэмжээст тогтвортой байдал зэрэг олон давуу талтай термопластик нийлмэл материалыг олж авах боломжтой.
BASF нь патенттаа шилэн богино ширхэгийг ашиглан өндөр модультай шилэн хөвөнгөөр бэхжүүлсэн TPU бэлтгэх технологийг нэвтрүүлсэн. 83 Shore D хатуулагтай TPU-г политетрафторэтилен гликол (PTMEG, Mn=1000), MDI, 1,4-бутандиол (BDO)-г түүхий эд болгон 1,3-пропандиолтой хольж нэгтгэсэн. Энэхүү TPU-г 52:48 массын харьцаатай шилэн ширхэгтэй хольж, 18.3 ГПа уян хатан модультай, 244 МПа суналтын бат бэхтэй нийлмэл материалыг гаргаж авсан.
Шилэн ширхэгээс гадна нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй нийлмэл TPU ашигладаг бүтээгдэхүүний талаарх мэдээлэл байдаг, тухайлбал Covestro-ийн Maezio нүүрстөрөгчийн ширхэгтэй/TPU нийлмэл хавтан нь 100GPa хүртэл уян хатан модультай бөгөөд металлаас бага нягтралтай байдаг.
3. Галогенгүй галд тэсвэртэй TPU
TPU нь өндөр бат бэх, өндөр хатуулаг, маш сайн элэгдэлд тэсвэртэй болон бусад шинж чанартай тул утас, кабелийн хувьд маш тохиромжтой бүрхүүлийн материал болдог. Гэхдээ цэнэглэх станц гэх мэт хэрэглээний салбарт илүү өндөр галд тэсвэртэй байх шаардлагатай. TPU-ийн галд тэсвэртэй гүйцэтгэлийг сайжруулах хоёр арга байдаг. Нэг нь реактив галд тэсвэртэй өөрчлөлт бөгөөд энэ нь фосфор, азот болон бусад элемент агуулсан полиол эсвэл изоцианат зэрэг галд тэсвэртэй материалыг химийн холбоогоор дамжуулан TPU-ийн нийлэгжилтэд нэвтрүүлэхийг хэлнэ; Хоёр дахь нь нэмэлт галд тэсвэртэй өөрчлөлт бөгөөд энэ нь TPU-г суурь болгон ашиглаж, хайлмал холиход галд тэсвэртэй бодис нэмэхийг хэлнэ.
Урвалын өөрчлөлт нь TPU-ийн бүтцийг өөрчилж болох боловч нэмэлт дөл тэсвэрлэх бодисын хэмжээ их байх үед TPU-ийн бат бөх чанар буурч, боловсруулалтын гүйцэтгэл муудаж, бага хэмжээгээр нэмэхэд шаардлагатай дөл тэсвэрлэх түвшинд хүрч чадахгүй. Одоогийн байдлаар цэнэглэх станцын хэрэглээг үнэхээр хангаж чадах өндөр дөл тэсвэрлэх чадвартай бүтээгдэхүүн худалдаанд гараагүй байна.
Хуучин Bayer MaterialScience (одоогийн Кострон) компани нэгэн цагт фосфины оксид дээр суурилсан органик фосфор агуулсан полиол (IHPO)-г патентаар нэвтрүүлсэн. IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI, болон BDO-оос нийлэгжүүлсэн полиэфир TPU нь галд тэсвэртэй, механик шинж чанартай. Шахах процесс нь жигд бөгөөд бүтээгдэхүүний гадаргуу нь жигд байдаг.
Галогенгүй дөл тэсвэрлэгч нэмэх нь одоогоор галогенгүй дөл тэсвэрлэгч TPU бэлтгэх хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг техникийн арга юм. Ерөнхийдөө фосфор, азот, цахиур, бор суурьтай дөл тэсвэрлэгч бодисуудыг нэгдлээр эсвэл металлын гидроксидийг дөл тэсвэрлэгч болгон ашигладаг. TPU-ийн төрөлхийн шатамхай чанараас шалтгаалан шаталтын үед тогтвортой дөл тэсвэрлэгч давхарга үүсгэхийн тулд 30%-иас дээш дөл тэсвэрлэгч дүүргэлтийн хэмжээ шаардлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч нэмсэн дөл тэсвэрлэгч бодисын хэмжээ их байх үед дөл тэсвэрлэгч нь TPU суурь дээр жигд бус тархдаг бөгөөд дөл тэсвэрлэгч TPU-ийн механик шинж чанар нь тийм ч тохиромжтой биш тул хоолой, хальс, кабель зэрэг салбарт хэрэглэх, сурталчлах боломжийг хязгаарладаг.
BASF-ийн патент нь галд тэсвэртэй TPU технологийг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь меламин полифосфат болон фосфор агуулсан фосфорын хүчлийн деривативыг 150 кДа-аас дээш жинтэй дундаж молекул жинтэй TPU-тай хольж, галд тэсвэртэй TPU технологийг нэвтрүүлсэн. Галд тэсвэртэй TPU-ийн гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц сайжирч, өндөр суналтын бат бэхтэй болсон нь тогтоогджээ.
Материалын суналтын бат бэхийг цаашид сайжруулахын тулд BASF-ийн патент нь изоцианат агуулсан хөндлөн холбоос үүсгэгч мастер багц бэлтгэх аргыг нэвтрүүлж байна. Энэ төрлийн мастер багцын 2%-ийг UL94V-0 галд тэсвэртэй байдлын шаардлагыг хангасан найрлагад нэмэхэд V-0 галд тэсвэртэй байдлын гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ материалын суналтын бат бэхийг 35MPa-аас 40MPa болгон нэмэгдүүлэх боломжтой.
Галд тэсвэртэй TPU-ийн дулааны хөгшрөлтийн эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд патент авсанЛинхуа Шинэ Материалын Компанимөн гадаргуугаар бүрсэн металлын гидроксидыг галд тэсвэртэй бодис болгон ашиглах аргыг нэвтрүүлж байна. Галд тэсвэртэй TPU-ийн гидролизийн эсэргүүцлийг сайжруулахын тулд,Линхуа Шинэ Материалын Компаниөөр нэг патентын өргөдөлд меламин галд тэсвэртэй бодис нэмэх үндсэн дээр металл карбонатыг нэвтрүүлсэн.
4. Автомашины будаг хамгаалах хальсанд зориулсан TPU
Машины будгийн хамгаалалтын хальс нь угсралтын дараа будгийн гадаргууг агаараас тусгаарлаж, хүчиллэг бороо, исэлдэлт, зураас үүсэхээс сэргийлж, будгийн гадаргууг удаан хугацаанд хамгаалах хамгаалалтын хальс юм. Үүний гол үүрэг нь угсралтын дараа машины будгийн гадаргууг хамгаалах явдал юм. Будгийн хамгаалалтын хальс нь ерөнхийдөө гурван давхаргаас бүрдэх бөгөөд гадаргуу дээр өөрөө эдгэрдэг бүрхүүл, дунд хэсэгт нь полимер хальс, доод давхаргад нь нийлэг даралт мэдрэмтгий цавуу байдаг. TPU нь завсрын полимер хальс бэлтгэх гол материалуудын нэг юм.
Будаг хамгаалах хальсанд ашигладаг TPU-ийн гүйцэтгэлийн шаардлага нь дараах байдалтай байна: зураасны эсэргүүцэл, өндөр тунгалаг байдал (гэрлийн нэвтрүүлэлт>95%), бага температурт уян хатан байдал, өндөр температурт тэсвэртэй байдал, суналтын бат бэх>50MPa, суналт>400%, мөн Shore A хатуулгийн хүрээ 87-93; Хамгийн чухал гүйцэтгэл бол цаг агаарын эсэргүүцэл бөгөөд үүнд хэт ягаан туяаны хөгшрөлт, дулааны исэлдэлтийн доройтол, гидролизийн эсэргүүцэл орно.
Одоогоор боловсорч гүйцсэн бүтээгдэхүүн нь дициклогексил диизоцианат (H12MDI) болон түүхий эд болгон поликапролактон диолоос бэлтгэсэн алифатик TPU юм. Энгийн үнэрт TPU нь хэт ягаан туяанд нэг өдрийн дараа мэдэгдэхүйц шар өнгөтэй болдог бол машины ороох хальсанд ашигладаг алифатик TPU нь ижил нөхцөлд мэдэгдэхүйц өөрчлөлтгүйгээр шарлах коэффициентээ хадгалж чаддаг.
Полиэфир болон полиэфир TPU-тай харьцуулахад Полиэфир (ε – капролактон) TPU нь илүү тэнцвэртэй гүйцэтгэлтэй. Нэг талаас, энэ нь ердийн полиэфир TPU-тай харьцуулахад урагдах эсэргүүцлийг маш сайн харуулж чаддаг бол нөгөө талаас полиэфир TPU-ийн бага шахалтын байнгын деформаци болон өндөр сэргэлт гүйцэтгэлийг гайхалтай харуулдаг тул зах зээл дээр өргөн хэрэглэгддэг.
Зах зээлийн сегментчилсний дараа бүтээгдэхүүний өртөг хэмнэлтэд тавигдах шаардлагууд өөр өөр байдаг тул гадаргуугийн бүрэх технологи болон наалдамхай томъёог тохируулах чадвар сайжирснаар ирээдүйд полиэфир эсвэл ердийн полиэфир H12MDI алифатик TPU-г будгийн хамгаалалтын хальсанд түрхэх боломжтой.
5. Биологийн суурьтай TPU
Биологийн суурьтай TPU бэлтгэх нийтлэг арга бол полимержих процессын явцад био суурьтай изоцианат (MDI, PDI гэх мэт), био суурьтай полиол гэх мэт био суурьтай мономер эсвэл завсрын бүтээгдэхүүнийг нэвтрүүлэх явдал юм. Тэдгээрийн дотор био суурьтай изоцианатууд зах зээл дээр харьцангуй ховор байдаг бол био суурьтай полиолууд илүү түгээмэл байдаг.
Биологийн суурьтай изоцианатын хувьд 2000 оноос эхлэн BASF, Covestro болон бусад компаниуд PDI судалгаанд ихээхэн хүчин чармайлт гаргаж, PDI бүтээгдэхүүний анхны багцыг 2015-2016 онд зах зээлд гаргасан. Wanhua Chemical нь эрдэнэ шишийн зуухнаас гаргаж авсан био суурьтай PDI ашиглан 100% био суурьтай TPU бүтээгдэхүүн боловсруулсан.
Биологийн суурьтай полиолуудын хувьд үүнд био суурьтай политетрафторэтилен (PTMEG), био суурьтай 1,4-бутандиол (BDO), био суурьтай 1,3-пропандиол (PDO), био суурьтай полиэфир полиолууд, био суурьтай полиэфир полиолууд гэх мэт орно.
Одоогийн байдлаар олон тооны TPU үйлдвэрлэгчид уламжлалт нефть химийн үйлдвэрт суурилсан TPU-тай харьцуулахуйц биологийн суурьтай TPU-г үйлдвэрлэж байна. Эдгээр биологийн суурьтай TPU-уудын гол ялгаа нь биологийн суурьтай агууламжийн түвшинд оршдог бөгөөд ерөнхийдөө 30% -иас 40% хооронд хэлбэлздэг бөгөөд зарим нь бүр илүү өндөр түвшинд хүрсэн байдаг. Уламжлалт нефть химийн үйлдвэрт суурилсан TPU-тай харьцуулахад биологийн суурьтай TPU нь нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулах, түүхий эдийг тогтвортой нөхөн сэргээх, ногоон үйлдвэрлэл, нөөцийг хамгаалах зэрэг давуу талуудтай. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical болонLinghua шинэ материалбио дээр суурилсан TPU брэндүүдээ гаргасан бөгөөд нүүрстөрөгчийн бууралт болон тогтвортой байдал нь ирээдүйд TPU-г хөгжүүлэх гол чиглэл юм.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 8-р сарын 9