Термопластик полиуретан эластомер гэж юу вэ?

Термопластик полиуретан эластомер гэж юу вэ?

Полиуретан эластомер нь олон төрлийн полиуретан синтетик материал (бусад сортууд нь полиуретан хөөс, полиуретан цавуу, полиуретан бүрээс, полиуретан шилэн) бөгөөд термопластик полиуретан эластомер нь гурван төрлийн полиуретан эластомерын нэг бөгөөд хүмүүс үүнийг ихэвчлэн TPU гэж нэрлэдэг. бусад хоёр үндсэн төрлийн полиуретан эластомер нь цутгамал полиуретан юм CPU гэж товчилсон эластомер, MPU гэж товчилсон холимог полиуретан эластомер).

TPU нь халаах замаар хуванцаржуулж, уусгагчаар уусгах боломжтой полиуретан эластомер юм. CPU болон MPU-тай харьцуулахад TPU нь химийн бүтцэд химийн хөндлөн холбоос багатай эсвэл огт байдаггүй. Түүний молекулын гинж нь үндсэндээ шугаман боловч тодорхой хэмжээний физик хөндлөн холбоос байдаг. Энэ бол бүтцийн хувьд маш онцлог шинж чанартай термопластик полиуретан эластомер юм.

TPU-ийн бүтэц, ангилал

Термопластик полиуретан эластомер нь (AB) блок шугаман полимер юм. A нь урт гинж гэж нэрлэгддэг өндөр молекул жинтэй полимер полиол (эфир эсвэл полиэфир, молекулын жин 1000~6000) -ийг илэрхийлнэ; B нь богино гинж гэж нэрлэгддэг 2-12 шулуун хэлхээтэй нүүрстөрөгчийн атом агуулсан диолыг төлөөлдөг.

Термопластик полиуретан эластомерын бүтцэд A сегментийг зөөлөн сегмент гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь уян хатан, зөөлөн шинж чанартай бөгөөд TPU нь уян хатан чанартай байдаг; В сегмент ба изоцианатын хоорондох урвалын үр дүнд үүссэн уретан гинжийг хатуу сегмент гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хатуу ба хатуу шинж чанартай байдаг. A ба B сегментийн харьцааг тохируулснаар өөр өөр физик, механик шинж чанартай TPU бүтээгдэхүүнийг хийдэг.

Зөөлөн сегментийн бүтцийн дагуу эфирийн бүлэг, эфирийн бүлэг, бутений бүлгийг агуулсан полиэфирийн төрөл, полиэфирийн төрөл, бутадиен төрөлд хуваагдана. Хатуу сегментийн бүтцийн дагуу этилен гликолын гинжийг сунгагч эсвэл диамин гинжийг сунгагчаас гаргаж авсан уретан төрөл ба уретан мочевин төрөлд хувааж болно. Нийтлэг ангилал нь полиэфир төрөл ба полиэфир төрөлд хуваагддаг.

TPU синтезийн түүхий эд юу вэ?

(1) Полимер диол

500-аас 4000 хүртэлх молекул жинтэй макромолекул диол, TPU эластомер дахь 50% -аас 80% -ийн агууламжтай хоёр функциональ бүлэг нь TPU-ийн физик, химийн шинж чанарт шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг.

TPU эластомерт тохирох полимер Диолыг полиэфир болон полиэфир гэж хувааж болно: полиэфир нь политетраметилен Адипийн хүчил гликол (PBA) ε PCL, PHC; Полиэфирүүдэд полиоксипропилен эфир гликол (PPG), тетрагидрофуран полиэфир гликол (PTMG) гэх мэт орно.

(2) Диизоцианат

Молекулын жин бага боловч функц нь гайхалтай бөгөөд энэ нь зөөлөн сегмент ба хатуу сегментийг холбох үүрэг гүйцэтгэдэг төдийгүй TPU-д янз бүрийн сайн физик, механик шинж чанарыг өгдөг. TPU-д хамаарах диизоцианатууд нь: Метилен дифенил диизоцианат (MDI), метилен бис (-4-циклогексил изоцианат) (HMDI), p-фенилдиизоцианат (PPDI), 1,5-нафтален диизоцианат (NDI), p-phenythydiis (p-pheny) PXDI) гэх мэт.

(3) Гинж сунгагч

100~350 молекул жинтэй, жижиг молекул Diol-д хамаарах, жижиг молекул жинтэй, нээлттэй гинжний бүтэцтэй, орлуулагчгүй бүлэгт хамаарах гинж сунгагч нь өндөр хатуулаг, өндөр скаляр жинтэй TPU-ийг авахад тохиромжтой. TPU-д тохиромжтой гинж өргөтгөгч нь 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-бис (2-гидроксиэтокси) бензол (HQEE), 1,4-циклогександиметанол (CHDM), p-фенилдиметилгликол (PXG) гэх мэт.

Өөрчлөлтийн хэрэглээ нь TPU-г хатууруулах бодис болгон ашиглах

Бүтээгдэхүүний өртөгийг бууруулж, нэмэлт гүйцэтгэлийг бий болгохын тулд полиуретан термопластик эластомерыг янз бүрийн термопластик болон өөрчлөгдсөн резинэн материалыг хатууруулахад түгээмэл хэрэглэгддэг хатууруулагч болгон ашиглаж болно.

Өндөр туйлшралтай тул полиуретан нь туйлын давирхай эсвэл резинтэй нийцдэг, тухайлбал хлоржуулсан полиэтилен (CPE), эмнэлгийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно; ABS-тэй холих нь инженерийн термопластикыг ашиглахад сольж болно; Поликарбонат (PC) -тай хослуулан хэрэглэхэд газрын тосны эсэргүүцэл, түлшний эсэргүүцэл, нөлөөллийн эсэргүүцэл зэрэг шинж чанаруудтай бөгөөд машины их бие хийхэд ашиглаж болно; Полиэстертэй хослуулснаар түүний хатуулаг сайжирч болно; Үүнээс гадна, энэ нь PVC, Polyoxymethylene эсвэл PVDC-тэй сайн нийцдэг; Полиэфир полиуретан нь 15% нитрил резин эсвэл 40% нитрил резин/PVC хольцтой сайн нийцдэг; Полиэфир полиуретан нь 40% нитрил резин/поливинил хлоридын хольцтой цавуугаар сайн нийцдэг; Энэ нь мөн акрилонитрил стирол (SAN) сополимеруудтай нийцдэг; Энэ нь реактив полисилоксануудтай харилцан нэвтрэх сүлжээ (IPN) бүтцийг үүсгэж болно. Дээр дурдсан холимог цавууны дийлэнх хувийг албан ёсоор үйлдвэрлэсэн.

Сүүлийн жилүүдэд Хятадад POM-ийг TPU-ээр хатууруулах судалгаа нэмэгдэж байна. TPU болон POM-ийг холих нь TPU-ийн өндөр температурт тэсвэртэй, механик шинж чанарыг сайжруулаад зогсохгүй POM-ийг ихээхэн хатууруулдаг. Зарим судлаачид суналтын хугарлын туршилтанд POM матрицтай харьцуулахад TPU бүхий POM хайлш нь хэврэг хугарлаас уян хугарал руу шилжсэн болохыг харуулсан. TPU нэмэлт нь POM-ийг санах ойн гүйцэтгэлтэй болгодог. POM-ийн талст бүс нь хэлбэрийн санах ойн хайлшийн тогтмол фазын үүрэг гүйцэтгэдэг бол аморф TPU болон POM-ийн аморф муж нь буцах фазын үүрэг гүйцэтгэдэг. Сэргээх хариу урвалын температур 165 ℃, нөхөн сэргээх хугацаа 120 секунд байх үед хайлшийг нөхөн сэргээх хурд 95% -иас дээш байх ба нөхөн сэргээх нөлөө нь хамгийн сайн байдаг.

TPU нь полиэтилен, полипропилен, этилен пропилен резин, бутадиен резин, изопрен резин эсвэл хаягдал резинэн нунтаг зэрэг туйлшралгүй полимер материалтай нийцэхэд хэцүү бөгөөд сайн гүйцэтгэлтэй нийлмэл материал үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжгүй юм. Тиймээс плазм, титэм, нойтон хими, праймер, дөл эсвэл реактив хий зэрэг гадаргууг цэвэрлэх аргуудыг сүүлийн үед ихэвчлэн ашигладаг. Тухайлбал, American Air Products and Chemicals компани 3-5 сая молекул жинтэй хэт өндөр молекул жинтэй полиэтилен нарийн нунтаг дээр F2/O2 идэвхтэй хийн гадаргуугийн боловсруулалтыг хийж, 10 харьцаатай полиуретан эластомерт нэмсэн. % нь гулзайлтын модуль, суналтын бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг эрс сайжруулж чадна. Мөн F2/O2 идэвхтэй хийн гадаргуугийн боловсруулалтыг 6-35 мм-ийн урттай чиглэлтэй сунасан богино утаснуудад хэрэглэж болох бөгөөд энэ нь нийлмэл материалын хөшүүн чанар, урагдах бат бөх чанарыг сайжруулдаг.

TPU-ийн хэрэглээний талбарууд юу вэ?

1958 онд Goodrich Chemical Company (одоо Lubrizol нэртэй болсон) анх удаа TPU брэнд Estane-г бүртгүүлсэн. Өнгөрсөн 40 жилийн хугацаанд дэлхий даяар 20 гаруй брэнд нэр гарч ирсэн бөгөөд брэнд бүр хэд хэдэн цуврал бүтээгдэхүүнтэй. Одоогийн байдлаар дэлхийн TPU түүхий эдийг гол үйлдвэрлэгчид нь: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding гэх мэт.

Маш сайн эластомер болох TPU нь өдөр тутмын хэрэгцээ, спортын бараа, тоглоом, гоёл чимэглэлийн материал болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг доод урсгалын өргөн хүрээний бүтээгдэхүүнтэй. Цөөн хэдэн жишээг доор харуулав.

① Гутлын материал

TPU нь маш сайн уян хатан чанар, элэгдэлд тэсвэртэй тул гутлын материалд ихэвчлэн ашиглагддаг. TPU агуулсан гутлын бүтээгдэхүүн нь ердийн гутлын бүтээгдэхүүнээс хамаагүй илүү эвтэйхэн байдаг тул өндөр зэрэглэлийн гутлын бүтээгдэхүүн, ялангуяа зарим спортын гутал, энгийн гутал зэрэгт илүү өргөн хэрэглэгддэг.

② Хоолой

Зөөлөн, суналтын бат бэх, цохилтод тэсвэртэй, өндөр нам температурт тэсвэртэй тул TPU хоолойг Хятадад онгоц, танк, автомашин, мотоцикль, машин хэрэгсэл зэрэг механик тоног төхөөрөмжийн хийн болон тосны хоолой болгон өргөн ашигладаг.

③ Кабель

TPU нь урагдах, элэгдэлд тэсвэртэй, гулзайлтын шинж чанарыг хангадаг бөгөөд өндөр ба бага температурын эсэргүүцэл нь кабелийн гүйцэтгэлийн гол түлхүүр юм. Тиймээс Хятадын зах зээлд хяналтын кабель, цахилгаан кабель зэрэг дэвшилтэт кабелиуд нь нарийн төвөгтэй кабелийн дизайны бүрэх материалыг хамгаалахын тулд TPU-г ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээ улам бүр өргөн тархаж байна.

④ Эмнэлгийн хэрэгсэл

TPU нь аюулгүй, тогтвортой, өндөр чанартай PVC орлуулагч материал бөгөөд фталат болон бусад химийн хортой бодис агуулаагүй бөгөөд эмнэлгийн катетер эсвэл эмнэлгийн уутанд байгаа цус болон бусад шингэн рүү шилжиж, гаж нөлөө үүсгэдэг. Түүнчлэн, тусгайлан боловсруулсан шахмал болон тарилгын зэрэглэлийн TPU-г одоо байгаа PVC төхөөрөмжид бага зэрэг дибаг хийх замаар хялбархан ашиглаж болно.

⑤ Тээврийн хэрэгсэл болон бусад тээврийн хэрэгсэл

Нейлон даавууны хоёр талыг полиуретан термопластик эластомероор шахаж, бүрэх замаар хийлдэг байлдааны довтолгооны сал, 3-15 хүн тээвэрлэх тагнуулын сал хийх боломжтой бөгөөд энэ нь вулканжуулсан резинэн хийлдэг салаас хамаагүй дээр; Шилэн эслэгээр бэхжүүлсэн полиуретан термопластик эластомер нь машины хоёр талд цутгасан эд анги, хаалганы арьс, бампер, үрэлтийн эсрэг тууз, сараалж зэрэг биеийн эд ангиудыг хийхэд ашиглаж болно.