ТПУ је полиуретански термопластични еластомер, који је вишефазни блок кополимер састављен од диизоцијаната, полиола и продужавача ланца. Као еластомер високих перформанси, ТПУ има широк спектар низводних праваца производа и широко се користи у свакодневним потрепштинама, спортској опреми, играчкама, украсним материјалима и другим пољима, као што су материјали за ципеле, црева, каблови, медицински уређаји итд.
Тренутно, главни произвођачи ТПУ сировина укључују БАСФ, Цовестро, Лубризол, Хунтсман, Ванхуа Цхемицал,Лингхуа нови материјали, и тако даље. Са распоредом и проширењем капацитета домаћих предузећа, ТПУ индустрија је тренутно веома конкурентна. Међутим, у области примене високе класе, и даље се ослања на увоз, што је такође област у којој Кини треба да постигне напредак. Хајде да разговарамо о будућим тржишним изгледима ТПУ производа.
1. Суперкритично пењење Е-ТПУ
Године 2012. Адидас и БАСФ су заједно развили бренд патика за трчање ЕнергиБоост, који користи пенушави ТПУ (трговачки назив инфинерги) као материјал за средњи ђон. Због употребе полиетарског ТПУ-а са тврдоћом по Схоре А од 80-85 као подлогом, у поређењу са ЕВА међуђоном, пјенасти ТПУ међуђонови и даље могу одржати добру еластичност и мекоћу у окружењима испод 0 ℃, што побољшава удобност ношења и широко је признато у тржиште.
2. Модификовани ТПУ композитни материјал ојачан влакнима
ТПУ има добру отпорност на ударце, али у неким применама је потребан висок модул еластичности и веома тврди материјали. Модификација ојачања стакленим влакнима је уобичајена техника за повећање модула еластичности материјала. Кроз модификацију, могу се добити термопластични композитни материјали са многим предностима као што су висок модул еластичности, добра изолација, јака отпорност на топлоту, добре перформансе еластичног опоравка, добра отпорност на корозију, отпорност на удар, низак коефицијент експанзије и стабилност димензија.
БАСФ је у свом патенту представио технологију за припрему ТПУ-а ојачаног фибергласом високог модула коришћењем кратких стаклених влакана. ТПУ са Схоре Д тврдоћом од 83 је синтетисан мешањем политетрафлуороетилен гликола (ПТМЕГ, Мн=1000), МДИ и 1,4-бутандиола (БДО) са 1,3-пропандиолом као сировинама. Овај ТПУ је комбинован са стакленим влакнима у масеном односу 52:48 да би се добио композитни материјал са модулом еластичности од 18,3 ГПа и затезном чврстоћом од 244 МПа.
Поред стаклених влакана, постоје и извештаји о производима који користе ТПУ од угљеничних влакана, као што је Цовестро Маезио композитна плоча од угљеничних влакана/ТПУ, која има модул еластичности до 100 ГПа и нижу густину од метала.
3. ТПУ отпоран на пламен без халогена
ТПУ има високу чврстоћу, високу жилавост, одличну отпорност на хабање и друга својства, што га чини веома погодним материјалом за плашт за жице и каблове. Али у областима примене као што су станице за пуњење, потребна је већа отпорност на пламен. Генерално, постоје два начина за побољшање отпорности на ватру ТПУ-а. Једна је реактивна ретардантна модификација, која укључује увођење материјала који успоравају пламен као што су полиоли или изоцијанати који садрже фосфор, азот и друге елементе у синтезу ТПУ-а путем хемијског везивања; Друга је адитивна модификација успоривача пламена, која укључује коришћење ТПУ као супстрата и додавање успоривача пламена за мешање талине.
Реактивна модификација може променити структуру ТПУ-а, али када је количина адитива успоривача пламена велика, снага ТПУ-а се смањује, перформансе обраде се погоршавају, а додавањем мале количине не може се постићи потребан ниво успоривача пламена. Тренутно не постоји комерцијално доступан производ са високим успоривачем пламена који би заиста могао да задовољи примену станица за пуњење.
Некадашњи Баиер МатериалСциенце (сада Кострон) је једном увео у патент полиол који садржи органски фосфор (ИХПО) на бази фосфин оксида. Полиетар ТПУ синтетизован од ИХПО, ПТМЕГ-1000, 4,4 '- МДИ и БДО показује одличну отпорност на пламен и механичка својства. Процес екструзије је гладак, а површина производа је глатка.
Додавање успоривача пламена без халогена је тренутно најчешће коришћен технички пут за припрему ТПУ-а без халогена. Генерално, успоривачи пламена на бази фосфора, на бази азота, на бази силицијума, на бази бора се мешају или се метални хидроксиди користе као успоривачи пламена. Због инхерентне запаљивости ТПУ-а, за формирање стабилног слоја успоривача пламена током сагоревања често је потребна количина пуњења која успорава пламен од више од 30%. Међутим, када је количина доданог успоривача пламена велика, успоривач пламена је неравномерно распоређен у ТПУ супстрату, а механичка својства ТПУ успоривача пламена нису идеална, што такође ограничава његову примену и промоцију у областима као што су црева, филмови , и каблови.
БАСФ-ов патент уводи ТПУ технологију отпорну на пламен, која меша меламин полифосфат и дериват фосфинске киселине који садржи фосфор као успориваче пламена са ТПУ са просечном молекулском тежином већом од 150 кДа. Утврђено је да је отпорност на ватру значајно побољшана уз постизање високе затезне чврстоће.
Да би се додатно побољшала затезна чврстоћа материјала, БАСФ-ов патент уводи методу за припрему мастербатцх агенса за умрежавање који садржи изоцијанате. Додавање 2% ове врсте мастербатцха у композицију која испуњава УЛ94В-0 захтеве за успоравање пламена може повећати затезну чврстоћу материјала са 35МПа на 40МПа уз одржавање В-0 перформанси успорења пламена.
За побољшање отпорности на топлотно старење ТПУ отпорног на ватру, патент одКомпанија за нове материјале Лингхуатакође уводи методу употребе површински обложених металних хидроксида као успоривача пламена. Да би се побољшала отпорност на хидролизу ТПУ отпорног на пламен,Компанија за нове материјале Лингхуаувео метални карбонат на основу додавања меламинског успоривача пламена у другој патентној пријави.
4. ТПУ за филм за заштиту боје аутомобила
Заштитна фолија за фарбу аутомобила је заштитни филм који изолује површину боје од ваздуха након уградње, спречава киселе кише, оксидацију, огреботине и пружа дуготрајну заштиту површине боје. Његова главна функција је да заштити површину фарбе аутомобила након уградње. Филм за заштиту боје се углавном састоји од три слоја, са самозарастајућим премазом на површини, полимерним филмом у средини и акрилним лепком осетљивим на притисак на доњем слоју. ТПУ је један од главних материјала за припрему средњих полимерних филмова.
Захтеви за перформансе за ТПУ који се користи у фолији за заштиту боје су следећи: отпорност на огреботине, висока транспарентност (пропустљивост светлости>95%), флексибилност на ниским температурама, отпорност на високе температуре, затезна чврстоћа>50МПа, издужење>400% и Схоре А опсег тврдоће од 87-93; Најважнији учинак је отпорност на временске услове, што укључује отпорност на УВ старење, термичку оксидативну деградацију и хидролизу.
Тренутно зрели производи су алифатски ТПУ припремљен од дициклохексил диизоцијаната (Х12МДИ) и поликапролактон диола као сировина. Обичан ароматични ТПУ видљиво постаје жут након једног дана УВ зрачења, док алифатични ТПУ који се користи за фолију за аутомобиле може задржати свој коефицијент жућења без значајних промена под истим условима.
Поли (ε – капролактон) ТПУ има уравнотеженије перформансе у поређењу са полиетерским и полиестерским ТПУ-ом. С једне стране, може да покаже одличну отпорност на кидање обичног полиестерског ТПУ-а, док са друге стране такође показује изузетну трајну деформацију ниске компресије и високе перформансе одскока полиетерског ТПУ-а, чиме се широко користи на тржишту.
Због различитих захтева за исплативости производа након сегментације тржишта, уз побољшање технологије површинског премаза и могућности прилагођавања формуле лепка, постоји и шанса да се полиетар или обични полиестер Х12МДИ алифатични ТПУ у будућности примењује на филмове за заштиту боје.
5. Биобасед ТПУ
Уобичајени метод за припрему био базираног ТПУ-а је увођење мономера или интермедијара на бази биологије током процеса полимеризације, као што су изоцијанати на бази биологије (као што су МДИ, ПДИ), полиоли на бази биологије, итд. Међу њима, изоцијанати на бази биологије су релативно ретки у тржишту, док су полиоли на биобази чешћи.
Што се тиче биолошких изоцијаната, већ 2000. године БАСФ, Цовестро и други су уложили много труда у истраживање ПДИ, а прва серија ПДИ производа је пуштена на тржиште 2015-2016. Ванхуа Цхемицал је развила 100% ТПУ производе засноване на биологији користећи ПДИ на бази биолошких састојака направљених од кукурузне пећи.
Што се тиче полиола на бази биологије, укључује политетрафлуороетилен на бази био (ПТМЕГ), 1,4-бутандиол на бази био (БДО), 1,3-пропандиол на био бази (ПДО), полиестер полиоле на бази био, полиетер полиоле на бази био, итд.
Тренутно, више произвођача ТПУ-а је лансирало ТПУ заснован на био, чије су перформансе упоредиве са традиционалним ТПУ базираним на петрохемији. Главна разлика између ових биолошки базираних ТПУ-а лежи у нивоу био базираног садржаја, који се углавном креће од 30% до 40%, а неки чак постижу и више нивое. У поређењу са традиционалним ТПУ базираним на петрохемији, ТПУ на бази био има предности као што су смањење емисије угљеника, одржива регенерација сировина, зелена производња и очување ресурса. БАСФ, Цовестро, Лубризол, Ванхуа Цхемицал иЛингхуа нови материјалису лансирали своје ТПУ брендове засноване на биолошкој технологији, а смањење угљеника и одрживост су такође кључни правци развоја ТПУ-а у будућности.
Време поста: 09.08.2024