توضیح جامع مواد TPU

در سال 1958 ، شرکت شیمیایی گودریچ (که اکنون به Lubrizol تغییر نام داده اند) برای اولین بار برند TPU Estane را ثبت کرد. در طول 40 سال گذشته ، بیش از 20 نام تجاری در سراسر جهان وجود داشته است و هر مارک دارای چندین سری محصول است. در حال حاضر ، تولید کنندگان مواد اولیه TPU عمدتاً شامل BASF ، Covestro ، Lubrizol ، شرکت Huntsman ، گروه شیمیایی Wanhua ، شانگهای Heng'an ، Ruihua ، شیمیایی Xuchuan و غیره هستند.

1 、 دسته TPU

با توجه به ساختار بخش نرم ، می توان آن را به نوع پلی استر ، نوع پلی اتر و نوع بوتادین تقسیم کرد که به ترتیب حاوی گروه استر ، گروه اتر یا گروه بوتن است.

با توجه به ساختار قطعه سخت ، می توان آن را به نوع اورتان و نوع اورتان اوره تقسیم کرد ، که به ترتیب از گسترش دهنده های زنجیره ای اتیلن گلیکول یا گسترش دهنده های زنجیره ای دیامی بدست می آیند. طبقه بندی مشترک به نوع پلی استر و نوع پلی اتر تقسیم می شود.

با توجه به وجود یا عدم پیوند متقابل ، می توان آن را به ترموپلاستیک خالص و نیمه ترموپلاستیک تقسیم کرد.

اولی دارای یک ساختار خطی خالص و هیچ پیوندی متقابل نیست. دومی حاوی مقدار کمی از پیوندهای متقاطع مانند اسید آلوفانیک استر است.

با توجه به استفاده از محصولات نهایی ، آنها را می توان به قطعات پروفایل (عنصر مختلف دستگاه) ، لوله ها (غلاف ، پروفایل بار) ، فیلم ها (ورق ها ، صفحات نازک) ، چسب ، پوشش ، الیاف و غیره تقسیم کرد.

2 、 سنتز TPU

TPU از نظر ساختار مولکولی متعلق به پلی اورتان است. بنابراین ، چگونه جمع شد؟

با توجه به فرآیندهای مختلف سنتز ، عمدتاً به پلیمریزاسیون فله و پلیمریزاسیون محلول تقسیم می شود.

در پلیمریزاسیون فله ، می توان آن را به روش قبل از پلیمریزاسیون و روش یک مرحله ای بر اساس حضور یا عدم واکنش قبل از آن تقسیم کرد:

روش پروپلیمریزاسیون شامل واکنش دییزوسیانات با دیول های ماکرومولکولی برای مدت معینی قبل از اضافه کردن پسوند زنجیره ای برای تولید TPU است.

روش یک مرحله ای شامل همزمان مخلوط کردن و واکنش به دیوارهای ماکرومولکولی ، دییزوسیانات ها و گسترش دهنده های زنجیره ای برای تشکیل TPU است.

پلیمریزاسیون محلول شامل اول حل شدن دییزوسیانات در یک حلال ، سپس اضافه کردن دیول های ماکرومولکولی برای واکنش برای یک دوره زمانی خاص ، و در نهایت اضافه کردن گسترش دهنده های زنجیره ای برای تولید TPU.

نوع بخش نرم TPU ، وزن مولکولی ، محتوای قطعه سخت یا نرم و حالت تجمع TPU می تواند بر چگالی TPU تأثیر بگذارد ، با چگالی تقریباً 1.10-1.25 ، و تفاوت معنی داری در مقایسه با سایر لاستیک ها و پلاستیک ها وجود ندارد.

در همان سختی ، چگالی TPU نوع پلی اتر از نوع TPU از نوع پلی استر پایین تر است.

3 、 پردازش TPU

ذرات TPU برای تشکیل محصول نهایی ، به طور عمده با استفاده از روش های ذوب و محلول برای پردازش TPU ، به فرآیندهای مختلفی نیاز دارند.

پردازش ذوب یک فرآیند متداول در صنعت پلاستیک ، مانند مخلوط کردن ، نورد ، اکستروژن ، قالب زدن و قالب گیری است.

پردازش محلول فرآیند تهیه محلول با حل کردن ذرات در یک حلال یا به طور مستقیم پلیمر کردن آنها در یک حلال ، و سپس پوشش ، چرخش و غیره است.

محصول نهایی ساخته شده از TPU به طور کلی نیازی به واکنش اتصال اتصال به Vulcanization ندارد ، که می تواند چرخه تولید را کوتاه کند و مواد زاید را بازیافت کند.

4 、 عملکرد TPU

TPU دارای مدول بالا ، استحکام بالا ، کشیدگی بالا و خاصیت ارتجاعی ، مقاومت در برابر سایش عالی ، مقاومت به روغن ، مقاومت در برابر دمای پایین و مقاومت در برابر پیری است.

استحکام کششی بالا ، کشیدگی بالا و فشرده سازی طولانی مدت کم فشار دائمی همه مزایای قابل توجهی از TPU است.

شیائو عمدتاً در مورد خصوصیات مکانیکی TPU از جنبه هایی مانند استحکام کششی و کشیدگی ، مقاومت ، سختی و غیره توضیح می دهد.

استحکام کششی بالا و کشیدگی بالا

TPU از مقاومت و کشش بسیار خوبی برخوردار است. از داده های موجود در شکل زیر می بینیم که مقاومت کششی و کشش TPU از نوع پلی اتر بسیار بهتر از پلاستیک و لاستیک پلی وینیل کلرید است.

علاوه بر این ، TPU می تواند نیازهای صنایع غذایی را با افزودنی های کم یا بدون اضافه شده در طول پردازش برآورده کند ، که دستیابی به سایر مواد مانند PVC و لاستیک نیز دشوار است.

مقاومت در برابر دما بسیار حساس است

انعطاف پذیری TPU به میزان بهبودی به حالت اصلی خود پس از تسکین استرس تغییر شکل ، بیان شده به عنوان انرژی بازیابی اشاره دارد ، که این نسبت کار انقباض تغییر شکل به کار مورد نیاز برای ایجاد تغییر شکل است. این تابعی از مدول پویا و اصطکاک داخلی یک بدن الاستیک است و نسبت به دما بسیار حساس است.

با کاهش دما تا دمای معینی کاهش می یابد و کشش دوباره به سرعت افزایش می یابد. این دما دمای تبلور بخش نرم است که با ساختار دیول ماکرومولکولی تعیین می شود. TPU نوع Polyether از TPU از نوع پلی استر پایین تر است. در دمای زیر دمای تبلور ، الاستومر بسیار سخت می شود و خاصیت ارتجاعی خود را از دست می دهد. بنابراین ، انعطاف پذیری شبیه به بازگشت از سطح یک فلز سخت است.

دامنه سختی ساحل A60-D80 است

سختی نشانگر توانایی یک ماده در مقاومت در برابر تغییر شکل ، امتیاز دهی و خراش است.

سختی TPU معمولاً با استفاده از آزمایش کنندگان سختی ساحل A و ساحل اندازه گیری می شود ، با ساحل A برای TPU های نرم تر و ساحل D برای TPU های سخت تر استفاده می شود.

سختی TPU را می توان با تنظیم نسبت بخش های زنجیره ای نرم و سخت تنظیم کرد. بنابراین ، TPU دامنه سختی نسبتاً گسترده ای دارد ، از ساحل A60-D80 ، سختی لاستیک و پلاستیک را در بر می گیرد و در کل محدوده سختی از کشش بالایی برخوردار است.

با تغییر سختی ، برخی از خواص TPU ممکن است تغییر کند. به عنوان مثال ، افزایش سختی TPU منجر به تغییر عملکرد مانند افزایش مدول کششی و استحکام اشک ، افزایش استحکام و استرس فشاری (ظرفیت بار) ، کاهش کشیدگی ، افزایش چگالی و تولید گرمای پویا و افزایش مقاومت در برابر محیط زیست خواهد شد.

5 、 کاربرد TPU

به عنوان یک الاستومر عالی ، TPU دارای طیف گسترده ای از جهت های پایین دست است و به طور گسترده در نیازهای روزانه ، کالاهای ورزشی ، اسباب بازی ها ، مواد تزئینی و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

مواد مخدر

TPU به دلیل خاصیت خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر سایش ، عمدتاً برای مواد کفش استفاده می شود. محصولات کفش حاوی TPU نسبت به محصولات معمولی کفش بسیار راحت تر است ، بنابراین آنها در محصولات کفش های سطح بالا ، به خصوص برخی از کفش های ورزشی و کفش های گاه به گاه ، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

شیلنگ

با توجه به نرمی ، استحکام کششی خوب ، استحکام ضربه و مقاومت در برابر درجه حرارت بالا و پایین ، شیلنگ های TPU به طور گسترده ای در چین به عنوان شیلنگ های گاز و روغن برای تجهیزات مکانیکی مانند هواپیما ، تانک ، اتومبیل ، موتور سیکلت و دستگاه استفاده می شود.

کابل

TPU مقاومت در برابر اشک ، مقاومت در برابر سایش و خصوصیات خمش را فراهم می کند ، با مقاومت در برابر دمای زیاد و پایین ، کلید عملکرد کابل است. بنابراین در بازار چین ، کابل های پیشرفته مانند کابل های کنترل و کابل های برق از TPU برای محافظت از مواد پوشش طرح های پیچیده کابل استفاده می کنند و کاربردهای آنها به طور فزاینده ای گسترده می شود.

دستگاه های پزشکی

TPU یک ماده جایگزین PVC ایمن ، پایدار و با کیفیت بالا است که حاوی فتالات و سایر مواد مضر شیمیایی نخواهد بود و به خون یا مایعات دیگر در سوند پزشکی یا کیسه پزشکی مهاجرت می کند تا عوارض جانبی ایجاد کند. همچنین یک درجه ویژه اکستروژن و درجه تزریق TPU است.

فیلم

فیلم TPU یک فیلم نازک است که از مواد دانه ای TPU از طریق فرآیندهای ویژه مانند نورد ، ریخته گری ، دمیدن و پوشش ساخته شده است. به دلیل مقاومت بالا ، مقاومت در برابر سایش ، کشش خوب و مقاومت در برابر آب و هوا ، فیلم های TPU به طور گسترده ای در صنایع ، مواد کفش ، اتصالات لباس ، خودرو ، شیمیایی ، الکترونیکی ، پزشکی و سایر زمینه ها استفاده می شود.