TPU poliuretanozko elastomero termoplastiko bat da, diisozianatoz, poliolez eta kate luzatzailez osatutako bloke anitzeko kopolimeroa. Errendimendu handiko elastomero gisa, TPU-k produktuen jarraibide ugari ditu eta oso erabilia da eguneroko beharretan, kirol-ekipamenduetan, jostailuetan, dekorazio-materialetan eta beste alor batzuetan, hala nola oinetako materialetan, mahuketan, kableak, gailu medikoetan, etab.
Gaur egun, TPU lehengaien fabrikatzaile nagusiak BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua material berriak, eta abar. Etxeko enpresen diseinuarekin eta ahalmenaren hedapenarekin, gaur egun TPU industria oso lehiakorra da. Hala ere, goi-mailako aplikazio-eremuan, oraindik ere inportazioetan oinarritzen da, eta hori ere Txinak aurrerapausoak lortzeko behar duen eremua da. Hitz egin dezagun TPU produktuen etorkizuneko merkatu-aukerei buruz.
1. E-TPU apar superkritikoa
2012an, Adidasek eta BASFek batera garatu zuten korrikako oinetakoen marka EnergyBoost, eta TPU aparduna (infinergy izen komertziala) erabiltzen du erdi-zolaren material gisa. Substratu gisa Shore A 80-85eko gogortasuna duen polieter TPUa erabiltzen dela eta, EVA erdi-zolekin alderatuta, apardun TPU erdi-zolak elastikotasun eta leuntasun onak mantendu ditzakete 0 ℃-tik beherako inguruneetan, eta horrek janzteko erosotasuna hobetzen du eta oso ezaguna da. merkatua.
2. Zuntz indartutako TPU material konposatu eraldatua
TPU-k talka-erresistentzia ona du, baina aplikazio batzuetan modulu elastiko handia eta material oso gogorrak behar dira. Beira-zuntzen errefortzuaren aldaketa materialen modulu elastikoa handitzeko erabili ohi den teknika da. Aldaketaren bidez, abantaila ugari dituzten material konposatu termoplastikoak, hala nola modulu elastiko handia, isolamendu ona, bero-erresistentzia sendoa, berreskurapen elastikoen errendimendu ona, korrosioarekiko erresistentzia ona, talka-erresistentzia, hedapen-koefiziente baxua eta dimentsio-egonkortasuna lor daitezke.
BASF-k beira zuntz laburrak erabiliz modulu altuko TPU indartua prestatzeko teknologia aurkeztu du bere patentean. Shore D 83ko gogortasuna duen TPU bat sintetizatu da politetrafluoroetilenglikola (PTMEG, Mn=1000), MDI eta 1,4-butanodiol (BDO) 1,3-propanodiolarekin nahastuz. TPU hau beira-zuntzarekin konposatu zen 52:48ko masa-erlazioan, 18,3 GPa-ko modulu elastiko eta 244 MPa-ko trakzio-erresistentzia duen material konposatua lortzeko.
Beira-zuntzez gain, karbono-zuntzezko TPU konposatua erabiltzen duten produktuen berri ere badago, hala nola Covestroren Maezio karbono-zuntza/TPU taula konposatua, 100GPa arteko modulu elastikoa eta metalak baino dentsitate txikiagoa duena.
3. Halogenorik gabeko suaren aurkako TPU
TPU-k indar handia, gogortasun handia, higadura erresistentzia bikaina eta beste propietate batzuk ditu, hari eta kableentzako estalki material oso egokia da. Baina aplikazio-eremuetan, esaterako, karga-guneetan, suaren erresistentzia handiagoa behar da. Oro har, bi modu daude TPU-ren suaren aurkako errendimendua hobetzeko. Bata suaren aldakuntza erreaktiboa da, hau da, fosforoa, nitrogenoa eta beste elementu batzuk dituzten poliolak edo isozianatoak suaren aurkako materialak sartzea TPUaren sintesian lotura kimikoen bidez; Bigarrena sugar-iragantzaile gehigarrien aldaketa da, hau da, TPU substratu gisa erabiltzea eta suaren aurkakoak gehitzea urtzea nahasteko.
Aldaketa erreaktiboak TPUren egitura alda dezake, baina sugar-iragantzaile gehigarriaren kantitatea handia denean, TPU-ren indarra gutxitzen da, prozesatzeko errendimendua okertu egiten da eta kopuru txiki bat gehitzeak ezin du lortu behar den suaren aurkako maila. Gaur egun, ez dago komertzialki eskuragarri kargatzeko estazioen aplikazioa benetan bete dezakeen suaren atzerapen handiko produkturik.
Bayer MaterialScience ohiak (gaur egungo Kostron) behin fosfina oxidoan oinarritutako poliola duen fosforo organiko bat (IHPO) sartu zuen patente batean. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI eta BDO-tik sintetizatutako polieter TPUak suaren erresistentzia eta propietate mekaniko bikainak ditu. Estrusio-prozesua leuna da eta produktuaren gainazala leuna da.
Halogenorik gabeko suaren aurkako erresistenteak gehitzea da gaur egun halogenorik gabeko suaren aurkako TPU prestatzeko gehien erabiltzen den bide teknikoa. Orokorrean, fosforo-oinarritutako, nitrogeno-oinarritutako, silizio-oinarritutako, boro-oinarritutako suaren atzeragarriak konposatzen dira edo metal-hidroxidoak erabiltzen dira suaren atzeratzaile gisa. TPUren berezko sukoitasuna dela eta, % 30 baino gehiagoko suaren aurkako betegarri-kopurua behar izaten da errekuntzan suaren geruza egonkor bat osatzeko. Hala ere, gehitzen den suaren aurkako kantitatea handia denean, suaren aurkakoa modu irregularrean barreiatzen da TPUaren substratuan, eta suaren aurkako TPUaren propietate mekanikoak ez dira aproposak, eta horrek aplikazioa eta sustapena mugatzen du, hala nola, mahukak, filmak, esaterako. , eta kableak.
BASF-ren patenteak suaren aurkako TPU teknologia bat aurkezten du, melamina polifosfatoa eta azido fosfinikoaren deribatua duen fosforoa nahasten dituena suaren iragazle gisa, 150 kDa-tik gorako batez besteko pisu molekularra duen TPUarekin. Suaren aurkako errendimendua nabarmen hobetu zela aurkitu zen, trakzio-erresistentzia handia lortuz.
Materialaren trakzio-ersistentzia are gehiago hobetzeko, BASF-ren patenteak isozianatoak dituen agente gurutzatzaileen masterbatch prestatzeko metodo bat aurkezten du. Masterbatch mota honen % 2 gehitzeak UL94V-0 suaren aurkako baldintzak betetzen dituen konposizio bati materialaren trakzio-erresistentzia 35MPa-tik 40MPa-ra handitu dezake, V-0 suaren aurkako errendimendua mantenduz.
TPU suaren iragazlearen beroaren zahartzearen erresistentzia hobetzeko, patenteaLinghua Material Berrien Konpainiagainazal estalitako metal hidroxidoak suaren atzeratzaile gisa erabiltzeko metodo bat ere aurkezten du. TPU suaren aurkako hidrolisiaren erresistentzia hobetzeko,Linghua Material Berrien Konpainiakarbonato metalikoa sartu zuen beste patente-eskaera batean melamina suaren atzerapena gehitzean oinarrituz.
4. TPU automozioko pintura babesteko filmetarako
Autoen pintura babesteko filma instalazioaren ondoren pinturaren gainazala airetik isolatzen duen babes-filma da, euri azidoa, oxidazioa, marradurak saihesten ditu eta pinturaren gainazalean iraupen luzeko babesa eskaintzen du. Bere funtzio nagusia instalazioaren ondoren autoaren pinturaren gainazala babestea da. Pintura babesteko filmak, oro har, hiru geruza ditu, gainazalean auto-sendatzeko estaldura batekin, erdian polimerozko film bat eta beheko geruzan presio-sentikorra den itsasgarri akrilikoa. TPU bitarteko polimero-filmak prestatzeko material nagusietako bat da.
Pintura babesteko filmetan erabiltzen den TPUren errendimendu-eskakizunak hauek dira: marradura erresistentzia, gardentasun handia (argiaren transmisioa>% 95), tenperatura baxuko malgutasuna, tenperatura altuko erresistentzia, trakzio-erresistentzia> 50MPa, luzapena>% 400 eta Shore A. 87-93 arteko gogortasun tartea; Errendimendu garrantzitsuena eguraldiaren erresistentzia da, UV zahartzearen, degradazio oxidatibo termikoaren eta hidrolisiaren erresistentzia barne hartzen dituena.
Gaur egun heldu diren produktuak dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) eta polycaprolactone diol lehengai gisa prestatutako TPU alifatikoak dira. TPU aromatiko arruntak horia bihurtzen du UV irradiazio egun baten ondoren, eta autoa estaltzeko filmetarako erabiltzen den TPU alifatikoak horia-koefizientea mantendu dezake baldintza berdinetan aldaketa handirik gabe.
Poly (ε - caprolactone) TPU-k errendimendu orekatuagoa du polieter eta poliester TPUarekin alderatuta. Alde batetik, poliester TPU arruntaren urraketa-erresistentzia bikaina izan dezake, eta, bestetik, konpresio baxuko deformazio iraunkor bikaina eta polieter TPUaren errebote errendimendu handia ere erakusten du, eta, beraz, merkatuan oso erabilia da.
Merkatuaren segmentazioa egin ondoren produktuaren kostu-eraginkortasunaren eskakizun desberdinak direla eta, gainazaleko estalduraren teknologia eta itsasgarri-formula doitzeko gaitasuna hobetuz, etorkizunean polieter edo poliester arrunta H12MDI TPU alifatikoa aplikatzeko aukera dago pintura babesteko filmetan.
5. Biooinarritutako TPU
Bio-oinarritutako TPU prestatzeko metodo arrunta polimerizazio-prozesuan bio-oinarritutako monomeroak edo bitartekoak sartzea da, hala nola, bio-oinarritutako isozianatoak (esaterako, MDI, PDI), bio-oinarritutako poliolak, etab. Horien artean, bio-oinarritutako isozianatoak nahiko arraroak dira. merkatuan, biooinarritutako poliolak ohikoagoak diren bitartean.
Bio-oinarritutako isozianatoei dagokienez, 2000. urtea baino lehen, BASF, Covestro eta beste batzuek esfortzu handia egin dute PDI ikerketan, eta PDI produktuen lehen sorta merkaturatu zuten 2015-2016an. Wanhua Chemical-ek % 100 bioan oinarritutako TPU produktuak garatu ditu arto-satetik egindako bioan oinarritutako PDI erabiliz.
Bio-oinarritutako polioloei dagokienez, bio-oinarritutako politetrafluoroetilenoa (PTMEG), bio-oinarritutako 1,4-butanodiola (BDO), bio-oinarritutako 1,3-propanodiola (PDO), bio-oinarritutako poliester-poliolak, bio-oinarritutako polieter-poliolak, etab.
Gaur egun, TPU fabrikatzaile anitzek bio-oinarritutako TPU jarri dute abian, eta bere errendimendua ohiko TPU petrokimikoarekin parekoa da. Bio-oinarritutako TPU hauen arteko desberdintasun nagusia bio-oinarritutako edukiaren mailan datza, orokorrean %30etik %40ra bitartekoa, batzuek maila altuagoak ere lortzen dituzte. Oinarritutako TPU petrokimiko tradizionalarekin alderatuta, bio-oinarritutako TPUak abantailak ditu, hala nola karbono isuriak murriztea, lehengaien birsorkuntza iraunkorra, ekoizpen berdea eta baliabideen kontserbazioa. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical etaLinghua material berriakbioan oinarritutako TPU markak jarri dituzte abian, eta karbonoaren murrizketa eta iraunkortasuna ere funtsezko norabideak dira etorkizunean TPU garatzeko.
Argitalpenaren ordua: 2024-09-09