Шта је термопластични полиуретански еластомер?

Шта је термопластични полиуретански еластомер?

Полиуретански еластомер је низ полиуретанских синтетичких материјала (друге варијанте се односе на полиуретанску пену, полиуретански лепак, полиуретански премаз и полиуретанска влакна), а термопластични полиуретански еластомер је један од три типа полиуретанског Т еластомера (Људи га називају уобичајеним Т еластомером, друге две главне врсте полиуретана еластомери су ливени полиуретански еластомери, скраћено ЦПУ, и мешани полиуретански еластомери, скраћено МПУ).

ТПУ је врста полиуретанског еластомера који се може пластифицирати загревањем и растворити растварачем. У поређењу са ЦПУ и МПУ, ТПУ има мало или нимало хемијског умрежавања у својој хемијској структури. Његов молекуларни ланац је у основи линеаран, али постоји одређена количина физичког унакрсног повезивања. Ово је термопластични полиуретански еластомер који је веома карактеристичне структуре.

Структура и класификација ТПУ

Термопластични полиуретански еластомер је (АБ) блок линеарни полимер. А представља полимер полиол (естар или полиетар, молекулске тежине 1000~6000) високе молекулске тежине, који се назива дуги ланац; Б представља диол који садржи 2-12 равних атома угљеника, који се називају кратким ланцем.

У структури термопластичног полиуретанског еластомера, сегмент А се назива меки сегмент, који има карактеристике флексибилности и мекоће, чинећи ТПУ растезљивост; Уретански ланац настао реакцијом између Б сегмента и изоцијаната назива се тврди сегмент, који има и крута и тврда својства. Подешавањем односа А и Б сегмената израђују се ТПУ производи различитих физичко-механичких својстава.

Према структури меког сегмента, може се поделити на тип полиестера, полиетерски тип и тип бутадиена, који садрже естарску групу, етарску групу или бутенску групу. Према структури тврдог сегмента, може се поделити на уретански тип и уретански тип урее, који се респективно добијају од продужавача ланца етилен гликола или продужача ланца диамина. Уобичајена класификација је подељена на тип полиестера и тип полиетра.

Које су сировине за ТПУ синтезу?

(1) Полимер Диол

Макромолекуларни диол са молекулском тежином од 500 до 4000 и бифункционалним групама, са садржајем од 50% до 80% у ТПУ еластомеру, игра одлучујућу улогу у физичким и хемијским особинама ТПУ.

Полимер Диол погодан за ТПУ еластомер се може поделити на полиестар и полиетар: полиестар укључује политетраметилен гликол адипинске киселине (ПБА) ε ПЦЛ, ПХЦ; Полиетри укључују полиоксипропилен етар гликол (ППГ), тетрахидрофуран полиетар гликол (ПТМГ) итд.

(2) Диизоцијанат

Молекуларна тежина је мала, али је функција изванредна, која не само да игра улогу повезивања меког сегмента и тврдог сегмента, већ и даје ТПУ-у различите добре физичке и механичке особине. Диизоцијанати који се примењују на ТПУ су: метилен дифенил диизоцијанат (МДИ), метилен бис (-4-циклохексил изоцијанат) (ХМДИ), п-фенилдиизоцијанат (ППДИ), 1,5-нафтален диизоцијанат (НДИ), п-метил дифенизоцијанат ПКСДИ) итд.

(3) Продуживач ланца

Продуживач ланца са молекулском тежином од 100 ~ 350, који припада малом молекуларном Диолу, мале молекулске тежине, структуре отвореног ланца и без групе супституената, погодује добијању високе тврдоће и велике скаларне тежине ТПУ. Продуживачи ланца погодни за ТПУ укључују 1,4-бутандиол (БДО), 1,4-бис (2-хидроксиетокси) бензен (ХКЕЕ), 1,4-циклохександиметанол (ЦХДМ), п-фенилдиметилгликол (ПКСГ) итд.

Модификација Примена ТПУ-а као учвршћивача

Да би се смањили трошкови производа и добиле додатне перформансе, полиуретански термопластични еластомери се могу користити као уобичајено коришћени агенси за каљење за каљење различитих термопластичних и модификованих гумених материјала.

Због свог високог поларитета, полиуретан може бити компатибилан са поларним смолама или гумама, као што је хлорисани полиетилен (ЦПЕ), који се може користити за израду медицинских производа; Мешање са АБС-ом може заменити инжењерску термопластику за употребу; Када се користи у комбинацији са поликарбонатом (ПЦ), има својства као што су отпорност на уље, отпорност на гориво и отпорност на удар, и може се користити за израду каросерија аутомобила; Када се комбинује са полиестером, његова жилавост се може побољшати; Поред тога, може бити добро компатибилан са ПВЦ-ом, полиоксиметиленом или ПВДЦ; Полиестер полиуретан може бити добро компатибилан са 15% нитрилне гуме или 40% нитрилне гуме/ПВЦ мешавине; Полиетер полиуретан такође може бити добро компатибилан са мешавином лепка од 40% нитрилне гуме/поливинилхлорида; Такође може бити кокомпатибилан са акрилонитрил стирен (САН) кополимерима; Може да формира интерпенетрирајуће мрежне (ИПН) структуре са реактивним полисилоксанима. Огромна већина горе наведених мешаних лепкова је већ званично произведена.

Последњих година, све је више истраживања о пооштравању ПОМ-а од стране ТПУ-а у Кини. Мешање ТПУ-а и ПОМ-а не само да побољшава отпорност на високе температуре и механичка својства ТПУ-а, већ и значајно ојачава ПОМ. Неки истраживачи су показали да је у тестовима затезног лома, у поређењу са ПОМ матрицом, легура ПОМ са ТПУ прешла из кртог лома у дуктилни лом. Додатак ТПУ-а такође даје ПОМ перформансама меморије облика. Кристални регион ПОМ служи као фиксна фаза легуре са меморијом облика, док аморфни регион аморфног ТПУ и ПОМ служи као реверзибилна фаза. Када је температура опоравка 165 ℃ и време опоравка 120 секунди, стопа опоравка легуре достиже преко 95%, а ефекат опоравка је најбољи.

ТПУ је тешко компатибилан са неполарним полимерним материјалима као што су полиетилен, полипропилен, етилен пропилен гума, бутадиен гума, изопрен гума или отпадни гумени прах, и не може се користити за производњу композита са добрим перформансама. Стога се методе површинске обраде као што су плазма, корона, влажна хемија, прајмер, пламен или реактивни гас често користе за последње. На пример, компанија Америцан Аир Продуцтс анд Цхемицалс Цомпани извршила је површински третман активног гаса Ф2/О2 на полиетиленском фином праху ултра високе молекуларне масе молекулске тежине 3-5 милиона и додала га у полиуретански еластомер у односу 10 %, што може значајно побољшати његов модул савијања, затезну чврстоћу и отпорност на хабање. А површински третман активним гасом Ф2/О2 се такође може применити на усмерена издужена кратка влакна дужине 6-35 мм, што може побољшати крутост и жилавост на цепање композитног материјала.

Које су области примене ТПУ-а?

Године 1958. компанија Гоодрицх Цхемицал Цомпани (сада преименована у Лубризол) је по први пут регистровала ТПУ бренд Естане. Током протеклих 40 година, постојало је више од 20 брендова широм света, а сваки бренд има неколико серија производа. Тренутно су главни произвођачи ТПУ сировина у свету: БАСФ, Цовестро, Лубризол, Хунтсман Цорпоратион, МцКинсеи, Голдинг итд.

Као одличан еластомер, ТПУ има широк спектар производа који се широко користе у свакодневним потрепштинама, спортској роби, играчкама, украсним материјалима и другим пољима. Испод је неколико примера.

① Материјали за ципеле

ТПУ се углавном користи за материјале за ципеле због своје одличне еластичности и отпорности на хабање. Производи обуће који садрже ТПУ су много удобнији за ношење од обичних производа обуће, тако да се више користе у врхунским производима обуће, посебно у неким спортским ципелама и ципелама за слободно време.

② Црева

Због своје мекоће, добре затезне чврстоће, ударне чврстоће и отпорности на високе и ниске температуре, ТПУ црева се широко користе у Кини као црева за гас и уље за механичку опрему као што су авиони, резервоари, аутомобили, мотоцикли и алатне машине.

③ Кабл

ТПУ пружа отпорност на кидање, отпорност на хабање и карактеристике савијања, при чему је отпорност на високе и ниске температуре кључ за перформансе кабла. Дакле, на кинеском тржишту, напредни каблови као што су контролни каблови и каблови за напајање користе ТПУ за заштиту материјала за облагање сложених дизајна каблова, а њихова примена постаје све распрострањенија.

④ Медицински уређаји

ТПУ је безбедан, стабилан и висококвалитетан материјал за замену ПВЦ-а, који неће садржати фталате и друге хемијске штетне супстанце, и мигрираће у крв или друге течности у медицинском катетеру или медицинској торби да изазове нежељене ефекте. Штавише, специјално развијени ТПУ за екструзију и убризгавање могу се лако користити уз мало отклањања грешака у постојећој ПВЦ опреми.

⑤ Возила и друга превозна средства

Екструдирањем и премазивањем обе стране најлонске тканине полиуретанским термопластичним еластомером, могу се направити борбени сплавови на надувавање и извиђачки сплавови који носе 3-15 људи, са много бољим перформансама од сплавова на надувавање од вулканизоване гуме; Полиуретански термопластични еластомер ојачан стакленим влакнима може се користити за израду компоненти каросерије као што су профилисани делови са обе стране самог аутомобила, облоге врата, браници, траке против трења и решетке.