Che cos'è l'elastomero poliuretano termoplastico?

Che cos'è l'elastomero poliuretano termoplastico?

L'elastomero in poliuretano è una varietà di materiali sintetici poliuretanici (altre varietà si riferiscono alla schiuma poliuretano, al poliuretano adesivo, al rivestimento poliuretano e fibra di poliuretano) e la popolazione di poliuretanico è un poliastomer di poliuretanico (il polio di poliuretano è Elastomeri poliuretanici, abbreviati come CPU e elastomeri poliuretanici misti, abbreviati come MPU).

La TPU è una specie di elastomero poliuretano che può essere plastificato dal riscaldamento e sciolto dal solvente. Rispetto alla CPU e alla MPU, la TPU ha poca o nessuna reticolazione chimica nella sua struttura chimica. La sua catena molecolare è sostanzialmente lineare, ma c'è una certa quantità di reticolazione fisica. Questo è l'elastomero poliuretano termoplastico che è molto caratteristico nella struttura.

Struttura e classificazione della TPU

L'elastomero poliuretano termoplastico è un polimero lineare a blocco (AB). A rappresenta un poliolo polimerico (estere o polio, peso molecolare di 1000 ~ 6000) con un peso molecolare elevato, chiamato catena lunga; B rappresenta un diolo contenente atomi di carbonio a catena dritta 2-12, chiamato catena corta.

Nella struttura dell'elastomero poliuretano termoplastico, il segmento A è chiamato segmento morbido, che ha le caratteristiche della flessibilità e della morbidezza, rendendo l'estensibilità della TPU; La catena di uretano generata dalla reazione tra il segmento B e isocianato è chiamata segmento duro, che ha proprietà rigide e difficili. Regolando il rapporto tra segmenti A e B, vengono realizzati prodotti TPU con diverse proprietà fisiche e meccaniche.

Secondo la struttura del segmento morbido, può essere diviso in tipo poliestere, tipo di polietere e tipo di butadiene, che contengono rispettivamente gruppo estere, gruppo etere o gruppo butene. Secondo la struttura del segmento duro, può essere diviso in tipo uretano e tipo di urea uretano, che sono rispettivamente ottenuti da estensori a catena del glicole etilenico o estensori della catena di diammina. La classificazione comune è divisa in tipo poliestere e tipo di polietere.

Quali sono le materie prime per la sintesi della TPU?

(1) Polimero diol

Il diolo macromolecolare con un peso molecolare che va da 500 a 4000 e gruppi bifunzionali, con un contenuto dal 50% all'80% nell'elastomero TPU, svolge un ruolo decisivo nelle proprietà fisiche e chimiche della TPU.

Il diol polimerico adatto per l'elastomero TPU può essere diviso in poliestere e polietere: il poliestere include il politetrametilene adipico glicole (PBA) ε PCL, PHC; I polieteri includono glicole etere di polioxipropilene (PPG), glicole polietere di tetraidrofuran (PTMG), ecc.

(2) Diisocianato

Il peso molecolare è piccolo ma la funzione è eccezionale, che non solo svolge il ruolo di collegamento del segmento morbido e del segmento duro, ma dotati anche alla TPU di varie buone proprietà fisiche e meccaniche. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl diisocyanate (PXDI), ecc.

(3) Extender a catena

L'estensione della catena con un peso molecolare di 100 ~ 350, appartenente a un piccolo diolo molecolare, peso molecolare piccolo, struttura a catena aperta e nessun gruppo sostituente è favorevole all'ottenimento di elevata durezza e alto peso scalare della TPU. Gli estensori a catena adatti per TPU includono 1,4-butanololo (BDO), 1,4-bis (2-idrossietossi) benzene (HQEE), 1,4-cicloesanedimetanolo (CHDM), p-fenyldimethylglycol (PXG), ecc.

Applicazione di modifica della TPU come agente inaspente

Al fine di ridurre i costi del prodotto e ottenere prestazioni aggiuntive, gli elastomeri termoplastici in poliuretano possono essere utilizzati come agenti di raffreddamento comunemente usati per rafforzare vari materiali di gomma termoplastici e modificati.

A causa della sua elevata polarità, il poliuretano può essere compatibile con resine o gomme polari, come il polietilene clorato (CPE), che può essere utilizzato per produrre prodotti medici; La miscelazione con ABS può sostituire le termoplastiche ingegneristiche per l'uso; Se utilizzato in combinazione con il policarbonato (PC), ha proprietà come resistenza all'olio, resistenza al carburante e resistenza all'impatto e può essere utilizzato per produrre corpi automobilistici; Se combinato con il poliestere, la sua tenacità può essere migliorata; Inoltre, può essere ben compatibile con PVC, poliossimetilene o PVDC; Il poliuretano in poliestere può essere ben compatibile con gomma nitrile al 15% o miscela di gomma nitrile 40%/PVC; Il poliuretano polietere può anche essere ben compatibile con l'adesivo alla miscela in gomma/polivinile cloruro al 40%; Può anche essere compatibile con copolimeri acrilonitrili stirene (SAN); Può formare strutture di rete interpenetrante (IPN) con polisilossani reattivi. La stragrande maggioranza degli adesivi miscelati sopra menzionati sono già stati prodotti ufficialmente.

Negli ultimi anni, c'è stata una ricerca crescente sull'indurimento di POM da parte della TPU in Cina. La fusione di TPU e POM non solo migliora la resistenza ad alta temperatura e le proprietà meccaniche della TPU, ma anche in modo significativo intensura POM. Alcuni ricercatori hanno dimostrato che nei test di frattura a trazione, rispetto alla matrice POM, la lega POM con TPU è passata dalla frattura fragile alla frattura duttile. L'aggiunta di TPU conduce anche POM di prestazioni della memoria di forma. La regione cristallina di POM funge da fase fissa della lega di memoria di forma, mentre la regione amorfa di TPU amorfa e POM funge da fase reversibile. Quando la temperatura di risposta di recupero è di 165 ℃ e il tempo di recupero è di 120 secondi, il tasso di recupero della lega raggiunge oltre il 95%e l'effetto di recupero è il migliore.

La TPU è difficile da essere compatibili con materiali polimerici non polari come polietilene, polipropilene, gomma etilene propilene, gomma butadiene, gomma isoprene o polvere di gomma di scarto e non può essere utilizzato per produrre compositi con buone prestazioni. Pertanto, i metodi di trattamento superficiale come plasma, corona, chimica umida, primer, fiamma o gas reattivo sono spesso usati per quest'ultimo. Ad esempio, la compagnia americana di prodotti per i prodotti e prodotti chimici ha effettuato il trattamento della superficie a gas attivo F2/O2 su polvere fine di polietilene a peso molecolare ultra-alto con un peso molecolare di 3-5 milioni e lo ha aggiunto al elastomero poliuretano con un rapporto del 10%, che può migliorare significativamente il suo modulo flessibile, resistenza alla tensione e resistenza all'usura. E il trattamento della superficie del gas attivo F2/O2 può anche essere applicato alle fibre corte allungate direzionalmente con una lunghezza di 6-35 mm, che può migliorare la rigidità e la tenacità di lacrima del materiale composito.

Quali sono le aree di applicazione della TPU?

Nel 1958, Goodrich Chemical Company (ora rinominata Lubrizol) ha registrato 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. Al momento, i principali produttori di materie prime TPU nel mondo sono: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, ecc.

Come eccellente elastomero, la TPU ha una vasta gamma di prodotti a valle, che sono ampiamente utilizzati in necessità quotidiane, prodotti sportivi, giocattoli, materiali decorativi e altri campi. Di seguito sono riportati alcuni esempi.

① Materiali per scarpe

La TPU è utilizzata principalmente per i materiali per scarpe grazie alla sua eccellente elasticità e resistenza all'usura. I prodotti calzaturieri contenenti TPU sono molto più comodi da indossare rispetto ai normali prodotti calzaturieri, quindi sono più ampiamente utilizzati nei prodotti calzaturie di fascia alta, in particolare alcune scarpe sportive e scarpe casual.

② Hoses

A causa della sua morbidezza, buona resistenza alla trazione, resistenza all'impatto e resistenza a temperature elevate e basse, i tubi TPU sono ampiamente utilizzati in Cina come tubi di gas e petrolio per apparecchiature meccaniche come aerei, serbatoi, automobili, motociclette e macchine utensili.

③ Cavo

TPU fornisce resistenza alla lacrime, resistenza all'usura e caratteristiche di flessione, con resistenza alla temperatura elevata e bassa che è la chiave per le prestazioni del cavo. Quindi, nel mercato cinese, cavi avanzati come cavi di controllo e cavi di alimentazione utilizzano TPU per proteggere i materiali di rivestimento di progetti di cavi complessi e le loro applicazioni stanno diventando sempre più diffuse.

④ Dispositivi medici

La TPU è un materiale sostitutivo in PVC sicuro, stabile e di alta qualità, che non conterrà ftalato e altre sostanze chimiche dannose e migrerà al sangue o ad altri liquidi nel catetere medico o nella borsa medica per causare effetti collaterali. Inoltre, il grado di estrusione appositamente sviluppato e il TPU di grado iniezione possono essere facilmente utilizzati con un piccolo debug nell'attrezzatura PVC esistente.

⑤ veicoli e altri mezzi di trasporto

Estrondendo e rivendicando entrambi i lati del tessuto di nylon con elastomero termoplastico in poliuretano, zattere di attacco di combattimento gonfiabili e zattere di ricognizione che trasportano 3-15 persone possono essere fatte, con prestazioni molto migliori rispetto alle zattere gonfiabili in gomma vulcanizzate; L'elastomero termoplastico in poliuretano rinforzato con fibra di vetro può essere utilizzato per realizzare componenti corporei come parti modellate su entrambi i lati dell'auto stessa, pkin delle porte, paraurti, strisce anti -attrito e griglie.