Nel 1958, la Goodrich Chemical Company (ora ribattezzata Lubrizol) registrò per la prima volta il marchio TPU Estane. Negli ultimi 40 anni ci sono stati più di 20 marchi in tutto il mondo e ogni marchio ha diverse serie di prodotti. Attualmente, i produttori di materie prime TPU includono principalmente BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, ecc.
1、 Categoria di TPU
Secondo la struttura del segmento morbido, può essere suddiviso in tipo poliestere, tipo polietere e tipo butadiene, che contengono rispettivamente gruppo estere, gruppo etere o gruppo butene.
In base alla struttura del segmento duro, può essere suddiviso in tipo uretanico e tipo uretano-urea, che sono rispettivamente ottenuti da estensori di catena di glicole etilenico o estensori di catena diamminica. La classificazione comune è divisa in tipo poliestere e tipo polietere.
A seconda della presenza o meno di reticolazione si può dividere in termoplastico puro e semi termoplastico.
Il primo ha una struttura lineare pura e priva di legami reticolanti; Quest'ultimo contiene una piccola quantità di legami reticolati come l'estere dell'acido allofanico.
A seconda dell'utilizzo dei prodotti finiti, questi possono essere suddivisi in profilati (vari elementi della Macchina), tubi (guaine, profilati in barre), pellicole (lamiere, lamine sottili), adesivi, rivestimenti, fibre, ecc.
2、 Sintesi di TPU
Il TPU appartiene al poliuretano in termini di struttura molecolare. Quindi, come si è aggregato?
Secondo diversi processi di sintesi, è principalmente suddiviso in polimerizzazione in massa e polimerizzazione in soluzione.
Nella polimerizzazione in massa, può anche essere suddiviso in metodo di prepolimerizzazione e metodo in una fase in base alla presenza o assenza di prereazione:
Il metodo di prepolimerizzazione prevede la reazione del diisocianato con dioli macromolecolari per un certo periodo di tempo prima di aggiungere l'estensione della catena per produrre TPU;
Il metodo in un unico passaggio prevede la miscelazione e la reazione simultanea di dioli macromolecolari, diisocianati ed estensori di catena per formare TPU.
La polimerizzazione in soluzione prevede prima la dissoluzione del diisocianato in un solvente, quindi l'aggiunta di dioli macromolecolari per reagire per un certo periodo di tempo e infine l'aggiunta di estensori di catena per generare TPU.
Il tipo di segmento morbido del TPU, il peso molecolare, il contenuto del segmento duro o morbido e lo stato di aggregazione del TPU possono influenzare la densità del TPU, con una densità di circa 1,10-1,25, e non vi è alcuna differenza significativa rispetto ad altre gomme e plastiche.
A parità di durezza, la densità del TPU di tipo polietere è inferiore a quella del TPU di tipo poliestere.
3、 Lavorazione del TPU
Le particelle di TPU richiedono vari processi per formare il prodotto finale, principalmente utilizzando metodi di fusione e soluzione per la lavorazione del TPU.
La lavorazione della fusione è un processo comunemente utilizzato nell'industria della plastica, come miscelazione, laminazione, estrusione, soffiaggio e stampaggio;
L'elaborazione della soluzione è il processo di preparazione di una soluzione sciogliendo le particelle in un solvente o polimerizzandole direttamente in un solvente, quindi rivestendole, filandole e così via.
Il prodotto finale realizzato in TPU generalmente non richiede una reazione di reticolazione di vulcanizzazione, che può abbreviare il ciclo di produzione e riciclare i materiali di scarto.
4、 Prestazioni del TPU
Il TPU ha modulo elevato, elevata resistenza, elevato allungamento ed elasticità, eccellente resistenza all'usura, resistenza all'olio, resistenza alle basse temperature e resistenza all'invecchiamento.
Elevata resistenza alla trazione, elevato allungamento e basso tasso di deformazione permanente da compressione a lungo termine sono tutti vantaggi significativi del TPU.
XiaoU elaborerà principalmente le proprietà meccaniche del TPU da aspetti quali resistenza alla trazione e allungamento, resilienza, durezza, ecc.
Elevata resistenza alla trazione ed elevato allungamento
Il TPU ha un'eccellente resistenza alla trazione e allungamento. Dai dati nella figura seguente, possiamo vedere che la resistenza alla trazione e l'allungamento del TPU di tipo polietere sono molto migliori di quelli della plastica e della gomma di cloruro di polivinile.
Inoltre, il TPU può soddisfare i requisiti dell'industria alimentare con pochi o nessun additivo aggiunto durante la lavorazione, cosa difficile da ottenere anche per altri materiali come PVC e gomma.
La resilienza è molto sensibile alla temperatura
La resilienza del TPU si riferisce al grado con cui recupera rapidamente al suo stato originale dopo che lo stress di deformazione è stato alleviato, espresso come energia di recupero, che è il rapporto tra il lavoro di retrazione della deformazione e il lavoro richiesto per produrre la deformazione. È funzione del modulo dinamico e dell'attrito interno di un corpo elastico ed è molto sensibile alla temperatura.
Il rimbalzo diminuisce con la diminuzione della temperatura fino ad una certa temperatura, e l'elasticità aumenta nuovamente rapidamente. Questa temperatura è la temperatura di cristallizzazione del segmento morbido, che è determinata dalla struttura del diolo macromolecolare. Il TPU di tipo polietere è inferiore al TPU di tipo poliestere. A temperature inferiori alla temperatura di cristallizzazione l'elastomero diventa molto duro e perde la sua elasticità. Pertanto la resilienza è simile al rimbalzo sulla superficie di un metallo duro.
La gamma di durezza è Shore A60-D80
La durezza è un indicatore della capacità di un materiale di resistere alla deformazione, alle rigature e ai graffi.
La durezza del TPU viene solitamente misurata utilizzando durometri Shore A e Shore D, con Shore A utilizzato per TPU più morbidi e Shore D utilizzato per TPU più duri.
La durezza del TPU può essere regolata regolando la proporzione tra segmenti di catena morbidi e duri. Pertanto, il TPU ha un intervallo di durezza relativamente ampio, che va da Shore A60 a D80, coprendo la durezza della gomma e della plastica, e ha un'elevata elasticità nell'intero intervallo di durezza.
Al variare della durezza, alcune proprietà del TPU potrebbero cambiare. Ad esempio, l'aumento della durezza del TPU comporterà cambiamenti nelle prestazioni come aumento del modulo di trazione e della resistenza allo strappo, aumento della rigidità e dello stress di compressione (capacità di carico), diminuzione dell'allungamento, aumento della densità e della generazione di calore dinamico e maggiore resistenza ambientale.
5、 Applicazione del TPU
Essendo un eccellente elastomero, il TPU ha un'ampia gamma di direzioni di prodotto a valle ed è ampiamente utilizzato nelle necessità quotidiane, articoli sportivi, giocattoli, materiali decorativi e altri campi.
Materiali per scarpe
Il TPU viene utilizzato principalmente per i materiali delle calzature grazie alla sua eccellente elasticità e resistenza all'usura. Le calzature contenenti TPU sono molto più comode da indossare rispetto alle calzature normali, quindi sono più ampiamente utilizzate nelle calzature di fascia alta, in particolare alcune scarpe sportive e scarpe casual.
tubo flessibile
Grazie alla loro morbidezza, buona resistenza alla trazione, resistenza agli urti e resistenza alle alte e basse temperature, i tubi in TPU sono ampiamente utilizzati in Cina come tubi per gas e petrolio per apparecchiature meccaniche come aerei, carri armati, automobili, motocicli e macchine utensili.
cavo
Il TPU offre resistenza allo strappo, resistenza all'usura e caratteristiche di flessione, mentre la resistenza alle alte e basse temperature è la chiave per le prestazioni del cavo. Pertanto, nel mercato cinese, cavi avanzati come cavi di controllo e cavi di alimentazione utilizzano i TPU per proteggere i materiali di rivestimento di progetti di cavi complessi e le loro applicazioni stanno diventando sempre più diffuse.
Dispositivi medici
Il TPU è un materiale sostitutivo del PVC sicuro, stabile e di alta qualità, che non conterrà ftalati e altre sostanze chimiche dannose e migrerà nel sangue o in altri liquidi nel catetere medico o nella borsa medica causando effetti collaterali. È anche un TPU di grado estrusione e grado di iniezione appositamente sviluppato.
film
La pellicola in TPU è una pellicola sottile realizzata in materiale granulare TPU attraverso processi speciali come laminazione, fusione, soffiaggio e rivestimento. Grazie alla loro elevata robustezza, resistenza all'usura, buona elasticità e resistenza agli agenti atmosferici, i film in TPU sono ampiamente utilizzati nell'industria, nei materiali per calzature, nell'abbigliamento, nel settore automobilistico, chimico, elettronico, medico e in altri campi.
Orario di pubblicazione: 05-febbraio-2020