En 1958, Goodrich Chemical Company (agora renomeada Lubrizol) rexistrou por primeira vez a marca de TPU Estane. Nos últimos 40 anos, houbo máis de 20 marcas en todo o mundo e cada marca ten varias series de produtos. Na actualidade, os fabricantes de materias primas de TPU inclúen principalmente BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. Categoría de TPU
Segundo a estrutura do segmento brando, pódese dividir en tipo poliéster, tipo poliéter e tipo butadieno, que conteñen respectivamente o grupo éster, o grupo éter ou o grupo buteno.
Segundo a estrutura do segmento duro, pódese dividir en tipo uretano e tipo uretano-urea, que se obteñen respectivamente a partir de extensores de cadea de etilenglicol ou extensores de cadea de diamina. A clasificación común divídese en tipo poliéster e tipo poliéter.
Segundo a presenza ou ausencia de reticulación, pódense dividir en termoplásticos puros e semiterplásticos.
O primeiro ten unha estrutura lineal pura e sen enlaces reticulados; o segundo contén unha pequena cantidade de enlaces reticulados, como o éster do ácido alofánico.
Segundo o uso dos produtos acabados, pódense dividir en pezas perfiladas (vaíñas, perfís de barras), tubos (vaíñas, placas finas), películas (láminas, placas finas), adhesivos, revestimentos, fibras, etc.
2. Síntese de TPU
O TPU pertence ao poliuretano en termos de estrutura molecular. Entón, como se agregou?
Segundo os diferentes procesos de síntese, divídese principalmente en polimerización en masa e polimerización en solución.
Na polimerización en masa, tamén se pode dividir en método de prepolimerización e método dun só paso segundo a presenza ou ausencia de prereacción:
O método de prepolimerización implica facer reaccionar o diisocianato con diois macromoleculares durante un certo período de tempo antes de engadir unha extensión de cadea para producir TPU;
O método dun só paso implica mesturar e reaccionar simultaneamente diois macromoleculares, diisocianatos e extensores de cadea para formar TPU.
A polimerización en solución implica primeiro disolver diisocianato nun solvente, despois engadir diois macromoleculares para que reaccionen durante un certo período de tempo e, finalmente, engadir extensores de cadea para xerar TPU.
O tipo de segmento brando de TPU, o peso molecular, o contido de segmentos duros ou brandos e o estado de agregación de TPU poden afectar a densidade do TPU, cunha densidade aproximada de 1,10-1,25, e non hai diferenzas significativas en comparación con outros cauchos e plásticos.
Coa mesma dureza, a densidade do TPU tipo poliéter é menor que a do TPU tipo poliéster.
3. Procesamento de TPU
As partículas de TPU requiren varios procesos para formar o produto final, principalmente empregando métodos de fusión e solución para o procesamento de TPU.
O procesamento por fusión é un proceso de uso común na industria do plástico, como a mestura, a laminación, a extrusión, o moldeo por soplado e o moldeo;
O procesamento en solución é o proceso de preparación dunha solución disolvendo partículas nun solvente ou polimerizándoas directamente nun solvente e, a continuación, revestindo, fiando, etc.
O produto final feito de TPU xeralmente non require reacción de reticulación por vulcanización, o que pode acurtar o ciclo de produción e reciclar materiais de refugallo.
4. Rendemento do TPU
O TPU ten un módulo elevado, alta resistencia, alta elongación e elasticidade, excelente resistencia ao desgaste, resistencia ao aceite, resistencia a baixas temperaturas e resistencia ao envellecemento.
A alta resistencia á tracción, o alto alongamento e a baixa taxa de deformación permanente por compresión a longo prazo son vantaxes significativas do TPU.
XiaoU analizará principalmente as propiedades mecánicas do TPU desde aspectos como a resistencia á tracción e o alongamento, a resiliencia, a dureza, etc.
Alta resistencia á tracción e alta elongación
O TPU ten unha excelente resistencia á tracción e alongamento. A partir dos datos da figura seguinte, podemos ver que a resistencia á tracción e o alongamento do TPU tipo poliéter son moito mellores que as do plástico e a goma de cloruro de polivinilo.
Ademais, o TPU pode cumprir os requisitos da industria alimentaria con poucos ou ningún aditivo engadido durante o procesamento, o que tamén é difícil de conseguir para outros materiais como o PVC e o caucho.
A resiliencia é moi sensible á temperatura
A resiliencia do TPU refírese ao grao no que se recupera rapidamente ao seu estado orixinal despois de que se alivie a tensión de deformación, expresada como enerxía de recuperación, que é a relación entre o traballo de retracción da deformación e o traballo necesario para producir a deformación. É unha función do módulo dinámico e da fricción interna dun corpo elástico e é moi sensible á temperatura.
O rebote diminúe coa diminución da temperatura ata unha determinada temperatura, e a elasticidade volve aumentar rapidamente. Esta temperatura é a temperatura de cristalización do segmento brando, que está determinada pola estrutura do diol macromolecular. O TPU tipo poliéter é máis baixo que o TPU tipo poliéster. A temperaturas por debaixo da temperatura de cristalización, o elastómero endurece moito e perde a súa elasticidade. Polo tanto, a resiliencia é similar a un rebote desde a superficie dun metal duro.
Rango de dureza: Shore A60-D80
A dureza é un indicador da capacidade dun material para resistir a deformación, as marcas e os arañazos.
A dureza do TPU mídese normalmente empregando durómetros Shore A e Shore D, utilízase Shore A para TPU máis brandos e Shore D para TPU máis duros.
A dureza do TPU pódese axustar axustando a proporción de segmentos de cadea brandos e duros. Polo tanto, o TPU ten un rango de dureza relativamente amplo, que vai de Shore A60 a D80, abarcando a dureza da goma e o plástico, e ten unha alta elasticidade en todo o rango de dureza.
A medida que cambia a dureza, algunhas propiedades do TPU poden cambiar. Por exemplo, aumentar a dureza do TPU provocará cambios no rendemento, como un aumento do módulo de tracción e da resistencia ao desgarro, unha maior rixidez e tensión de compresión (capacidade de carga), unha diminución do alongamento, un aumento da densidade e da xeración dinámica de calor e un aumento da resistencia ambiental.
5. Aplicación de TPU
Como excelente elastómero, o TPU ten unha ampla gama de produtos derivados e úsase amplamente en artigos de primeira necesidade, artigos deportivos, xoguetes, materiais decorativos e outros campos.
Materiais para calzado
O TPU úsase principalmente para materiais de calzado debido á súa excelente elasticidade e resistencia ao desgaste. Os produtos de calzado que conteñen TPU son moito máis cómodos de usar que os produtos de calzado normais, polo que se usan máis amplamente en produtos de calzado de alta gama, especialmente nalgúns calzado deportivo e calzado informal.
mangueira
Debido á súa suavidade, boa resistencia á tracción, resistencia ao impacto e resistencia a altas e baixas temperaturas, as mangueiras de TPU úsanse amplamente na China como mangueiras de gas e petróleo para equipos mecánicos como avións, tanques, automóbiles, motocicletas e máquinas-ferramenta.
cable
O TPU ofrece resistencia ao rasgamento, ao desgaste e ás características de flexión, sendo a resistencia a altas e baixas temperaturas a clave para o rendemento dos cables. Polo tanto, no mercado chinés, os cables avanzados, como os cables de control e os cables de alimentación, empregan TPU para protexer os materiais de revestimento de deseños de cables complexos, e as súas aplicacións son cada vez máis estendidas.
dispositivos médicos
O TPU é un material substitutivo do PVC seguro, estable e de alta calidade, que non contén ftalatos nin outras substancias químicas nocivas e que migra ao sangue ou a outros líquidos do catéter médico ou da bolsa médica, causando efectos secundarios. Tamén é un TPU de grao de extrusión e grao de inxección especialmente desenvolvido.
película
A película de TPU é unha película fina feita de material granular de TPU mediante procesos especiais como laminación, fundición, soprado e revestimento. Debido á súa alta resistencia, resistencia ao desgaste, boa elasticidade e resistencia ás inclemencias do tempo, as películas de TPU úsanse amplamente en industrias, materiais para calzado, axuste de roupa, automoción, química, electrónica, médica e outros campos.
Data de publicación: 05-02-2020