Sintesis, pagproseso, pag-andar ug aplikasyon sa mga materyales sa TPU

TPU (thermoplastic polyurethane)Ang thermoplastic polyurethane usa ka klase sa polyurethane nga mahimong i-plasticize pinaagi sa pagpainit ug mahimong matunaw pinaagi sa mga solvent. Kon itandi sa mixing type ug casting type polyurethane, ang thermoplastic polyurethane walay o gamay ra ang chemical crosslinking sa kemikal nga istruktura, ug ang mga molekula niini kay linear, apan adunay piho nga gidaghanon sa pisikal nga pagbayloay.
Ang konsepto sa gitawag nga physical exchange, nga unang gisugyot ni Schollenberger CS niadtong 1958, nagtumong sa paglungtad sa mabaliktad nga "connection points" tali sa linear polyurethane molecular chains kon maladlad sa kainit o mga solvent. Dili kini aktuwal nga usa ka chemical crosslink. Apan kini naglihok isip usa ka chemical crosslink. Ingon resulta niining physical cross-linking, ang polyurethane nagporma og usa ka heterogeneous morphological structure theory, ug ang hydrogen bonding sa polyurethane nagpalig-on sa morphology niini ug naghimo niini nga makasugakod sa mas taas nga humidity.

Unsa ang klasipikasyon sa TPU

Karon nga nahibal-an na nato kung unsa ang TPU, unsa ang mga klasipikasyon niini? Sumala sa lainlaing mga sumbanan sa klasipikasyon, ang TPU mahimong adunay daghang lainlaing mga klasipikasyon.

Pananglitan, sumala sa istruktura sa humok nga bahin, kini mahimong bahinon sa tipo nga polyester, tipo nga polyether ug tipo nga butadiene, nga adunay ester group, ether group o butene group matag usa. Sumala sa istruktura sa gahi nga bahin, kini mahimong bahinon sa tipo nga urethane ug tipo nga urethane urea, nga nakuha gikan sa diol chain extender o diamine chain extender. Ang kasagarang bahin gibahin sa tipo nga polyester ug tipo nga polyether.
Base sa presensya o kawalay crosslinking, kini mahimong bahinon sa puro nga thermoplastic ug semi-thermoplastic. Ang una usa ka puro nga linear nga istruktura nga walay cross-linking bonds; ang ikaduha adunay gamay nga kantidad sa allophanate ug uban pang cross-linking bonds. Base sa paggamit sa nahuman nga mga produkto, kini mahimong bahinon sa mga espesyal nga porma nga mga bahin (lainlaing mekanikal nga mga bahin), mga tubo (mga kabhang, mga profile sa rod), mga pelikula (mga sheet, mga sheet), mga adhesive, mga coating, ug mga lanot.

Giunsa ang pag-synthesize sa TPU

Bisan pa man og daghan ang klasipikasyon sa TPU, silang tanan nahisakop sa polyurethane base sa istruktura sa molekula. Busa giunsa kini pagkahiusa? Sumala sa lain-laing proseso sa sintesis, kini kasagarang gibahin sa bulk polymerization ug solution polymerization.

Sa bulk polymerization, kini mahimong bahinon sa pre-polymerization method ug one-step method depende sa kung adunay pre-reaction: ang pre-polymerization method mao ang pag-react sa diisocyanate sa macromolecular diol sulod sa usa ka piho nga yugto sa panahon, ug dayon idugang ang chain extension aron makahimo og TPU; Ang mga molecular diol, diisoester, ug chain extender dungan nga gisagol ug gi-react aron maporma ang TPU.
Ang solution polymerization mao ang pagtunaw una sa diisocyanate sa solvent, dayon idugang ang macromolecular diol aron kini mo-react sulod sa usa ka piho nga yugto sa panahon, ug sa katapusan idugang ang chain extender aron makamugna og TPU.
Ang klase sa humok nga bahin, gibug-aton sa molekula, sulud sa gahi nga bahin o humok nga bahin ug ang kahimtang sa paghiusa sa TPU sa TPU makaapekto sa densidad sa TPU. Ang densidad anaa sa taliwala sa 1.10 ug 1.25, nga dili kaayo lahi sa ubang mga goma ug plastik. Sa parehas nga katig-a, ang densidad sa polyether TPU mas ubos kaysa sa polyester TPU.

Giunsa pagproseso ang TPU

Ang TPU resin kinahanglan nga iproseso aron makahimo og nahuman nga mga produkto, ug ang TPU kasagaran giproseso pinaagi sa pamaagi sa pagtunaw ug pamaagi sa solusyon. Ang istruktura sa molekula niini usa ka gahi nga bloke nga nakuha pinaagi sa pag-react sa diphenylmethane diisocyanate (MDI) o toluene diisocyanate (TDI) gamit ang chain extender ug diisocyanate sama sa diphenylmethane diisocyanate (MDI) o toluene diisocyanate (TDI). Ang mga molekula ug macromolecular polyols mo-react aron maporma ang mga flexible nga bahin nga nagpuli-puli.

Ang melt processing usa ka proseso nga kasagarang gigamit sa industriya sa plastik: sama sa pagsagol, calendering, extrusion, blow molding ug molding (lakip ang injection, compression, transfer ug centrifugation ug uban pa). Ang solution processing mao ang pagtunaw sa mga pellets sa mga solvents o direktang polymerization sa mga solvents. Human makahimo og solusyon, himuon ang pag-coating, spinning, ug uban pa.
Ang TPU gihimo nga katapusang produkto, nga sa kasagaran dili magkinahanglan og bulkanisasyon ug cross-linking reaction, nga makapamubo sa siklo sa produksiyon, ug ang mga basura nga materyales mahimong i-recycle ug gamiton pag-usab.

Pagganap sa TPU

Sama sa cast polyurethane (likido) ug pagsagol sa polyurethane (solid), ang TPU adunay taas nga modulus, kusog, taas nga elongation ug elasticity, maayo kaayo nga resistensya sa pagkaguba, resistensya sa lana, resistensya sa ubos nga temperatura ug resistensya sa pagkatigulang. Lakip niini ang taas nga tensile strength, taas nga elongation, ug ubos nga long-term compression set tanan mga hinungdanon nga bentaha sa TPU.

1. Taas nga kusog sa tensile ug taas nga elongation
Ang TPU adunay maayo kaayong tensile strength ug elongation. Gikan sa datos sa hulagway sa ubos, atong makita nga ang tensile strength ug elongation sa polyether TPU mas maayo kay sa polyvinyl chloride nga plastik ug goma.

Dugang pa, ang TPU makatubag sa mga kinahanglanon sa industriya sa pagkaon nga wala’y pagdugang o pagdugang pipila ka mga additives sa proseso sa pagproseso, nga lisud alang sa ubang mga materyales sama sa PVC ug goma.

2. Ang kalig-on sensitibo kaayo sa temperatura
Ang kalig-on sa TPU nagtumong sa ang-ang sa paspas nga pagkaayo sa orihinal nga porma niini human mapagawas ang stress sa deformation, nga gipahayag sa enerhiya sa pagkaayo, nga mao, ang ratio sa trabaho sa pag-atras sa deformation ngadto sa trabaho nga gikinahanglan alang sa deformation. Kini usa ka function sa dinamikong modulus ug internal friction sa elastomer ug sensitibo kaayo sa temperatura.

Ang springback mokunhod uban sa pag-ubos sa temperatura, hangtod nga moabot sa usa ka piho nga temperatura, ang elasticity motaas pag-usab. Kini nga temperatura mao ang crystallization temperature sa humok nga bahin, nga nagdepende sa istruktura sa macromolecular diol, ug ang polyether TPU mas ubos kay sa polyester TPU. Sa mga temperatura nga ubos sa crystallization temperature, ang elastomer mogahi pag-ayo ug mawad-an sa elasticity niini, busa, ang rebound susama sa rebounding gikan sa gahi nga metal nga nawong.

3. Ang sakup sa katig-a kay Shore A60~D80
Ang katig-a usa ka timailhan sa abilidad sa usa ka materyal sa pagsukol sa deformasyon, mga gasgas, ug mga liki.
Ang katig-a sa TPU mahimong i-adjust pinaagi sa pag-adjust sa ratio sa humok ug gahi nga mga bahin sa kadena. Busa, ang TPU adunay medyo lapad nga range sa katig-a. Ang katig-a niini gikan sa Shore A60 hangtod D80, nga naglangkob sa katig-a sa goma ug plastik, ug adunay halapad nga range sa katig-a sa tibuok range sa katig-a. Taas ang elasticity.
Uban sa pagbag-o sa katig-a, ang ubang mga kabtangan sa TPU mausab. Pananglitan, kon ang katig-a sa TPU motaas, adunay mga pagbag-o sa performance sama sa pagtaas sa tensile modulus ug tear strength, pagtaas sa rigidity ug compressive stress (load capacity), pagkunhod sa elongation, pagtaas sa density ug dynamic heat generation, ug pagtaas sa environmental resistance.

Natad sa aplikasyon sa TPU

Ang TPU unang malampusong gikomersyalisa sa American Goodrich Chemical Company (karon Lubrizol) niadtong 1958, ug sukad niadto gisusi ug gipalapdan sa tibuok kalibutan. Sa pagkakaron, ang mga tiggama sa hilaw nga materyales sa TPU naglakip sa BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical ug uban pa.
Isip usa ka elastomer nga adunay maayo kaayong performance, ang TPU adunay daghang klase sa mga produkto gikan sa ubos nga bahin ug kaylap nga gigamit sa adlaw-adlaw nga mga panginahanglan, mga gamit sa paugnat sa kusog, mga dulaan, mga materyales nga pangdekorasyon ug uban pang mga natad. Ania ang pipila ka mga pananglitan.
1. Materyal nga sapatos
Ang TPU gigamit sa mga materyales sa sapatos tungod sa maayo kaayo nga pagka-elastiko ug resistensya sa pagkaguba. Ang mga produkto sa sapatos nga adunay TPU mas maayo sa kahupayan sa pagsul-ob kaysa sa ordinaryong mga produkto sa sapatos, mao nga kini kaylap nga gigamit sa mga high-end nga produkto sa sapatos, labi na ang pipila ka mga sapatos sa isports ug kaswal nga sapatos.


2. Pagmata
Tungod kay ang TPU hose adunay kahumok, maayong tensile strength, impact strength ug resistensya sa taas ug ubos nga temperatura, ang TPU hose kaylap nga gigamit sa China alang sa transportasyon sa gas ug lana sa mga eroplano, tangke, awto, motorsiklo, machine tools ug uban pang mekanikal nga kagamitan.



3. Kable
Ang TPU naghatag og resistensya sa pagkagisi, pagkaguba, ug pagkaliko nga mga kinaiya, ug ang resistensya sa taas ug ubos nga temperatura mao ang yawe sa performance sa kable. Busa, sa merkado sa China, ang TPU para sa mga high-end nga kable, sama sa mga control cable ug power cable, gigamit aron mapanalipdan ang mga materyales sa pagtabon sa mga kable nga adunay komplikado nga mga disenyo, ug ang mga gamit niini nagkadako ug nagkadako.



4. Mga kahimanan sa medisina
Ang TPU usa ka luwas, lig-on, ug taas og kalidad nga alternatibo sa PVC. Dili kini maglangkob og makadaot nga mga kemikal sama sa phthalate, ug mobalhin ngadto sa dugo o uban pang mga likido sa mga medical catheter o medical bag nga hinungdan sa mga side effect. Ang extrusion grade ug injection grade nga TPU dali ra magamit nga adunay gamay nga pag-adjust sa kasamtangang kagamitan sa PVC.