Што такое тэрмапластычны поліўрэтанавы эластамер?

Што такое тэрмапластычны поліўрэтанавы эластамер?

Поліўрэтанавы эластамер - гэта разнавіднасць поліурэтанавых сінтэтычных матэрыялаў (іншыя разнавіднасці адносяцца да пенаполіурэтану, поліўрэтанавага клею, поліўрэтанавага пакрыцця і поліўрэтанавага валакна), а тэрмапластычны поліўрэтанавы эластамер - адзін з трох тыпаў поліўрэтанавых эластамераў. Людзі звычайна называюць яго ТПУ ( іншыя два асноўных тыпу паліурэтанавых эластамераў - гэта літыя поліурэтанавыя эластамеры, скарочана CPU, і змешаныя поліурэтанавыя эластамеры, скарочана MPU).

ТПУ - гэта свайго роду поліурэтанавы эластамер, які можна пластыфікаваць пры награванні і раствараць у растваральніку. У параўнанні з CPU і MPU хімічная структура TPU практычна не мае хімічных сшыванняў. Яго малекулярны ланцуг у асноўным лінейны, але існуе пэўная колькасць фізічных сшыванняў. Гэта тэрмапластычны поліўрэтанавы эластамер, які мае вельмі характэрную структуру.

Будова і класіфікацыя ТПУ

Тэрмапластычны поліўрэтанавы эластамер - гэта (AB) блок-лінейны палімер. А ўяўляе сабой палімерны поліол (складаны эфір або просты поліэфір, малекулярная маса 1000~6000) з высокай малекулярнай масай, які называецца доўгай ланцугом; B уяўляе сабой диол, які змяшчае 2-12 атамаў вугляроду з прамым ланцугом, які называецца кароткім ланцугом.

У структуры тэрмапластычнага поліурэтанавага эластамера сегмент A называецца мяккім сегментам, які валодае характарыстыкамі гнуткасці і мяккасці, дзякуючы чаму ТПУ можа расцягвацца; Урэтанавы ланцуг, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі паміж сегментам B і ізацыянатам, называецца цвёрдым сегментам, які валодае як жорсткімі, так і цвёрдымі ўласцівасцямі. Шляхам рэгулявання суадносін сегментаў A і B вырабляюцца вырабы з ТПУ з рознымі фізічнымі і механічнымі ўласцівасцямі.

У адпаведнасці са структурай мяккага сегмента яго можна падзяліць на поліэфірны, поліэфірны і бутадыенавы тыпы, якія ўтрымліваюць адпаведна эфірную групу, эфірную групу або бутэнавую групу. У адпаведнасці са структурай цвёрдага сегмента яго можна падзяліць на тып урэтана і тып урэтан-мачавіны, якія адпаведна атрымліваюцца з падаўжальнікаў ланцуга этыленгліколю або падаўжальнікаў ланцуга дыяміну. Агульная класіфікацыя дзеліцца на поліэфірны тып і поліэфірны тып.

Якая сыравіна для сінтэзу ТПУ?

(1) Палімерны дыял

Высокамалекулярны дыёл з малекулярнай масай ад 500 да 4000 і біфункцыянальнымі групамі з утрыманнем ад 50% да 80% у эластамеры TPU адыгрывае вырашальную ролю ў фізічных і хімічных уласцівасцях TPU.

Палімер Diol, прыдатны для TPU эластамера, можна падзяліць на поліэфір і поліэфір: поліэстэр уключае політэтраметылен-гліколь адыпінавай кіслаты (PBA) ε PCL, PHC; Поліэфіры ўключаюць полиоксипропиленовый эфір гліколь (PPG), тетрагидрофурановый полиэфиргликоль (PTMG) і інш.

(2) Диизоцианат

Малекулярная маса невялікая, але функцыя выдатная, якая не толькі выконвае ролю злучэння мяккага сегмента і цвёрдага сегмента, але і надзяляе ТПУ рознымі добрымі фізічнымі і механічнымі ўласцівасцямі. Дыізацыянаты, якія прымяняюцца да TPU: метилендифенилдиизоцианат (MDI), метылен-біс (-4-цыклагексілізацыянат) (HMDI), п-фенилдиизоцианат (PPDI), 1,5-нафталіндиизоцианат (NDI), п-фенилдиметилдиизоцианат ( PXDI) і г.д.

(3) Падаўжальнік ланцуга

Пашыральнік ланцуга з малекулярнай масай 100~350, які належыць да нізкамалекулярнага дыялу, з малой малекулярнай масай, адкрытай структурай ланцуга і без групы замяшчальнікаў спрыяе атрыманню высокай цвёрдасці і высокай скалярнай масы ТПУ. Падаўжальнікі ланцугоў, прыдатныя для ТПУ, уключаюць 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-біс (2-гідраксіэтаксі) бензол (HQEE), 1,4-цыклагександиметанол (CHDM), п-фенілдыметылгліколь (PXG) і інш.

Мадыфікацыя Прымяненне ТПУ ў якасці ўзмацняльніка жорсткасці

У мэтах зніжэння кошту прадукту і атрымання дадатковай прадукцыйнасці паліурэтанавыя тэрмапластычныя эластамеры могуць быць выкарыстаны ў якасці звычайна выкарыстоўваюцца ўзмацняльнікаў жорсткасці для ўмацавання розных тэрмапластычных і мадыфікаваных гумовых матэрыялаў.

З-за высокай палярнасці паліурэтана можа быць сумяшчальны з палярнымі смоламі або каўчукамі, такімі як хлараваны поліэтылен (CPE), які можна выкарыстоўваць для вытворчасці медыцынскіх вырабаў; Змешванне з АБС можа замяніць інжынерныя тэрмапласты; Пры выкарыстанні ў спалучэнні з полікарбанатам (ПК) ён валодае такімі ўласцівасцямі, як масластойкасць, паліўстойлівасць і ўдаратрываласць, і можа выкарыстоўвацца для вырабу кузаваў аўтамабіляў; У спалучэнні з поліэстэрам яго трываласць можа быць палепшана; Акрамя таго, ён можа быць добра сумяшчальны з ПВХ, полиоксиметиленом або ПВДХ; Поліэфірны паліурэтана можа быць добра сумяшчальны з сумессю 15% нітрылавага каўчуку або 40% нітрылавага каўчуку/ПВХ; Поліэфіры паліурэтана таксама могуць быць добра сумяшчальныя з клеем сумесі 40% нітрыльнага каўчуку/полівінілхларыду; Ён таксама можа быць сумяшчальны з супалімерамі акрыланітрылстыролу (SAN); Ён можа ўтвараць узаемапранікальныя сеткавыя (IPN) структуры з рэакцыйнымі полісілаксанамі. Пераважная большасць вышэйзгаданых сумесных клеяў ужо афіцыйна выраблена.

У апошнія гады ў Кітаі праводзіцца ўсё больш даследаванняў па ўзмацненні жорсткасці POM TPU. Змешванне TPU і POM не толькі паляпшае ўстойлівасць да высокіх тэмператур і механічныя ўласцівасці TPU, але таксама значна ўмацоўвае POM. Некаторыя даследчыкі паказалі, што ў выпрабаваннях на разрыў пры расцяжэнні, у параўнанні з матрыцай POM, сплаў POM з TPU перайшоў ад далікатнага да пластычнага разбурэння. Даданне TPU таксама надае POM прадукцыйнасць памяці формы. Крышталічная вобласць POM служыць фіксаванай фазай сплаву з памяццю формы, а аморфная вобласць аморфнага TPU і POM служыць зварачальнай фазай. Калі тэмпература рэакцыі аднаўлення складае 165 ℃, а час аднаўлення складае 120 секунд, хуткасць аднаўлення сплаву дасягае больш за 95%, і эфект аднаўлення з'яўляецца лепшым.

TPU цяжка сумяшчаць з непалярнымі палімернымі матэрыяламі, такімі як поліэтылен, поліпрапілен, этыленапрапіленавы каўчук, бутадыенавы каўчук, ізапрэнавы каўчук або адходы гумовага парашка, і не можа быць выкарыстаны для вытворчасці кампазітаў з добрымі характарыстыкамі. Такім чынам, для апошніх часта выкарыстоўваюцца такія метады апрацоўкі паверхні, як плазма, карона, вільготная хімія, праймер, полымя або рэактыўны газ. Напрыклад, кампанія American Air Products and Chemicals Company правяла апрацоўку паверхні актыўным газам F2/O2 дробнага парашка поліэтылену са звышвысокай малекулярнай масай з малекулярнай масай 3-5 мільёнаў і дадала яго ў поліўрэтанавы эластамер у суадносінах 10 %, што можа значна палепшыць яго модуль пры выгіне, трываласць на разрыў і зносаўстойлівасць. Апрацоўка паверхні актыўным газам F2/O2 таксама можа прымяняцца да накіравана выцягнутых кароткіх валокнаў даўжынёй 6-35 мм, што можа палепшыць калянасць і трываласць на разрыў кампазітнага матэрыялу.

Якія вобласці прымянення ТПУ?

У 1958 годзе Goodrich Chemical Company (цяпер перайменаваная ў Lubrizol) упершыню зарэгістравала марку TPU Estane. За апошнія 40 гадоў у свеце налічваецца больш за 20 брэндаў, і кожны брэнд мае некалькі серый прадуктаў. У цяперашні час асноўнымі вытворцамі ТПУ сыравіны ў свеце з'яўляюцца: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding і інш.

З'яўляючыся выдатным эластамерам, TPU мае шырокі асартымент прадукцыі, якая шырока выкарыстоўваецца ў паўсядзённых патрэбах, спартыўных таварах, цацках, дэкаратыўных матэрыялах і ў іншых галінах. Ніжэй прыведзены некалькі прыкладаў.

① Абутковыя матэрыялы

ТПУ ў асноўным выкарыстоўваецца для матэрыялаў для абутку дзякуючы сваёй выдатнай эластычнасці і зносаўстойлівасці. Абутковыя вырабы, якія змяшчаюць ТПУ, нашмат зручней насіць, чым звычайныя вырабы, таму яны больш шырока выкарыстоўваюцца ў вырабах высокага класа абутку, асабліва ў некаторых спартыўных і паўсядзённых чаравіках.

② Шлангі

Дзякуючы сваёй мяккасці, добрай трываласці на расцяжэнне, ударатрываласці і ўстойлівасці да высокіх і нізкіх тэмператур шлангі з ТПУ шырока выкарыстоўваюцца ў Кітаі ў якасці газавых і алейных шлангаў для механічнага абсталявання, такога як самалёты, танкі, аўтамабілі, матацыклы і станкі.

③ Кабель

ТПУ забяспечвае ўстойлівасць да разрыву, зносу і характарыстыкі выгібу, прычым устойлівасць да высокіх і нізкіх тэмператур з'яўляецца ключом да прадукцыйнасці кабеля. Такім чынам, на кітайскім рынку сучасныя кабелі, такія як кабелі кіравання і сілавыя кабелі, выкарыстоўваюць TPU для абароны матэрыялаў пакрыцця складаных канструкцый кабеляў, і іх прымяненне становіцца ўсё больш шырокім.

④ Медыцынскія прылады

ТПУ з'яўляецца бяспечным, стабільным і высакаякасным матэрыялам-заменнікам ПВХ, які не будзе ўтрымліваць фталатаў і іншых шкодных хімічных рэчываў і будзе міграваць у кроў або іншыя вадкасці ў медыцынскім катетеры або медыцынскай сумцы, выклікаючы пабочныя эфекты. Больш за тое, спецыяльна распрацаваны TPU для экструзіі і ін'екцый можна лёгка выкарыстоўваць з невялікай адладкай у існуючым абсталяванні з ПВХ.

⑤ Транспартныя сродкі і іншыя сродкі перамяшчэння

Шляхам экструзіі і пакрыцця абодвух бакоў нейлонавай тканіны поліурэтанавым тэрмапластычным эластамерам можна вырабіць надзіманыя баявыя плыты і разведвальныя плыты, якія перавозяць 3-15 чалавек, з значна лепшымі характарыстыкамі, чым надзіманыя плыты з вулканізаванай гумы; Поліурэтанавы тэрмапластычны эластамер, армаваны шкловалакном, можа выкарыстоўвацца для вырабу кампанентаў кузава, такіх як літыя дэталі з абодвух бакоў самога аўтамабіля, абшыўкі дзвярэй, бамперы, антыфрыкцыйныя паласы і рашоткі.