TPU як эластомери термопластикии полиуретанӣ аст, ки як сополимери блокии бисёрфазавӣ мебошад, ки аз диизоцианатҳо, полиолҳо ва васеъкунакҳои занҷир иборат аст. Ҳамчун эластомери баландсифат, TPU доираи васеи самтҳои маҳсулоти поёнобро дорад ва дар ниёзҳои ҳаррӯза, таҷҳизоти варзишӣ, бозичаҳо, маводҳои ороишӣ ва дигар соҳаҳо, ба монанди маводҳои пойафзол, шлангҳо, кабелҳо, дастгоҳҳои тиббӣ ва ғайра васеъ истифода мешавад.
Дар айни замон, истеҳсолкунандагони асосии ашёи хоми TPU инҳоянд: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Материалхои нави Лингхуа, ва ғайра. Бо афзоиши тарҳбандӣ ва иқтидори корхонаҳои ватанӣ, саноати TPU айни замон рақобати баланд дорад. Бо вуҷуди ин, дар соҳаи истифодаи олӣ, он то ҳол ба воридот такя мекунад, ки ин низ соҳаест, ки Чин бояд дар он ба дастовардҳои назаррас ноил гардад. Биёед дар бораи дурнамои бозори ояндаи маҳсулоти TPU сӯҳбат кунем.
1. E-TPU-и кафккунандаи суперкритикӣ
Дар соли 2012, Adidas ва BASF якҷоя бренди пойафзоли давиданро бо номи EnergyBoost таҳия карданд, ки ҳамчун маводи миёнаи пойафзол TPU-и кафкдор (номи тиҷоратии infinergy) истифода мебарад. Аз сабаби истифодаи полиэфири TPU бо сахтии Shore A аз 80-85 ҳамчун субстрат, дар муқоиса бо миёнаи пойафзоли EVA, миёнаи пойафзоли кафкдори TPU метавонанд дар муҳитҳои зери 0 ℃ чандирӣ ва нармии хубро нигоҳ доранд, ки ин бароҳатии пӯшиданро беҳтар мекунад ва дар бозор васеъ эътироф шудааст.
2. Маводи композитии TPU-и тағйирёфта бо нахҳои тақвиятёфта
TPU муқовимати хуби зарба дорад, аммо дар баъзе барномаҳо модули эластикии баланд ва маводҳои хеле сахт лозиманд. Тағйир додани арматураи нахи шиша як усули маъмулан истифодашаванда барои афзоиши модули эластикии маводҳо мебошад. Тавассути тағир додан, маводҳои таркибии термопластикӣ бо бартариҳои зиёд, аз қабили модули эластикии баланд, изолятсияи хуб, муқовимати гармии қавӣ, самаранокии хуби барқароркунии эластикӣ, муқовимати хуби зангзанӣ, муқовимати зарба, коэффитсиенти пасти васеъшавӣ ва устувории андоза ба даст оварда мешаванд.
Ширкати BASF дар патенти худ технологияи тайёр кардани TPU-и шишагини бо модули баланд тақвиятёфтаро бо истифода аз нахҳои кӯтоҳи шишагӣ муаррифӣ кардааст. TPU бо сахтии Shore D 83 бо роҳи омехта кардани политетрафторэтиленгликол (PTMEG, Mn=1000), MDI ва 1,4-бутандиол (BDO) бо 1,3-пропандиол ҳамчун ашёи хом синтез карда шуд. Ин TPU бо нахи шишагӣ бо таносуби массаи 52:48 омехта карда шуд, то маводи композитӣ бо модули эластикии 18,3 ГПа ва қувваи кашиш 244 МПа ба даст оварда шавад.
Илова бар нахи шишагӣ, инчунин гузоришҳо дар бораи маҳсулоте мавҷуданд, ки аз TPU-и композитии нахи карбон истифода мебаранд, ба монанди тахтаи композитии нахи карбон/TPU-и Maezio аз Covestro, ки модули эластикӣ то 100 ГПа ва зичии камтар аз металлҳо дорад.
3. TPU-и оташгирандаи бидуни галоген
TPU дорои қувваи баланд, устувории баланд, муқовимати аълои фарсудашавӣ ва дигар хусусиятҳо мебошад, ки онро маводи хеле мувофиқ барои пӯшиш барои симҳо ва кабелҳо мегардонад. Аммо дар соҳаҳои татбиқ ба монанди истгоҳҳои пуркунӣ, муқовимати оташи баландтар лозим аст. Умуман, ду роҳ барои беҳтар кардани самаранокии муқовимати оташи TPU вуҷуд дорад. Яке аз онҳо тағйири реактивии муқовимати оташ аст, ки ворид кардани маводҳои муқовимати оташ, ба монанди полиолҳо ё изоцианатҳо, ки дорои фосфор, нитроген ва дигар унсурҳо мебошанд, ба синтези TPU тавассути пайванди кимиёвӣ дар бар мегирад; Дуюмӣ тағйири иловагии муқовимати оташ аст, ки истифодаи TPU ҳамчун субстрат ва илова кардани муқовимати оташро барои омехта кардани гудохта дар бар мегирад.
Тағйироти реактивӣ метавонад сохтори TPU-ро тағйир диҳад, аммо вақте ки миқдори иловагии муқовиматкунандаи аланга зиёд аст, қувваи TPU коҳиш меёбад, самаранокии коркард бад мешавад ва илова кардани миқдори кам наметавонад ба сатҳи зарурии муқовиматкунандаи аланга ноил гардад. Дар айни замон, ягон маҳсулоти дорои муқовимати баланди аланга, ки воқеан ба татбиқи истгоҳҳои пуркунӣ ҷавобгӯ бошад, вуҷуд надорад.
Ширкати собиқи Bayer MaterialScience (ҳоло Kostron) як бор полиоли органикии дорои фосфор (IHPO)-ро, ки дар асоси оксиди фосфин сохта шудааст, дар патент муаррифӣ карда буд. Полиэфири TPU, ки аз IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI ва BDO синтез шудааст, муқовимати аълои оташ ва хосиятҳои механикиро нишон медиҳад. Раванди экструзия ҳамвор аст ва сатҳи маҳсулот ҳамвор аст.
Илова кардани моддаҳои оташгирандаи бегалоген айни замон роҳи маъмултарини техникӣ барои тайёр кардани TPU-и оташгирандаи бегалоген мебошад. Умуман, моддаҳои оташгирандаи асоси фосфор, нитроген, кремний, бор ҳамчун оташгирандаҳо омехта карда мешаванд ё гидроксидҳои металлӣ ҳамчун оташгирандаҳо истифода мешаванд. Аз сабаби оташгирандагии дохилии TPU, аксар вақт миқдори пуркунии оташгирандаи беш аз 30% барои ташкил додани қабати устувори оташгиранда ҳангоми сӯзиш талаб карда мешавад. Аммо, вақте ки миқдори оташгирандаи иловашуда зиёд аст, оташгиранда дар зеризаминии TPU нобаробар пароканда мешавад ва хосиятҳои механикии TPU-и оташгиранда беҳтарин нестанд, ки ин инчунин татбиқ ва таблиғи онро дар соҳаҳо ба монанди шлангҳо, плёнкаҳо ва кабелҳо маҳдуд мекунад.
Патенти BASF технологияи TPU-и оташгирандаро муаррифӣ мекунад, ки полифосфати меламин ва ҳосилаи кислотаи фосфиниро ҳамчун оташгиранда бо TPU бо вазни миёнаи молекулавии аз 150 кДа зиёдтар омехта мекунад. Маълум шуд, ки ҳангоми ба даст овардани қувваи баланди кашиш, самаранокии оташгиранда ба таври назаррас беҳтар шудааст.
Барои боз ҳам беҳтар кардани қувваи кашиши мавод, патенти BASF усули тайёр кардани мастербатчи агенти пайвандкунандаи салибӣ, ки дорои изоцианатҳо мебошад, муаррифӣ мекунад. Илова кардани 2% ин намуди мастербатч ба таркиб, ки ба талаботи оташгирандаи UL94V-0 ҷавобгӯ аст, метавонад қувваи кашиши маводро аз 35MPa то 40MPa афзоиш диҳад ва дар айни замон кори оташгирандаи V-0-ро нигоҳ дорад.
Барои беҳтар кардани муқовимати пиршавии гармии TPU-и оташгиранда, патентиШиркати маводҳои нави Linghuaинчунин усули истифодаи гидроксидҳои металлии рӯйпӯшшударо ҳамчун моддаҳои оташгиранда муаррифӣ мекунад. Барои беҳтар кардани муқовимати гидролизи TPU-и оташгиранда,Ширкати маводҳои нави Linghuaкарбонати металлӣ дар асоси илова кардани меламин, ки оташгирандаи меламин аст, дар дархости дигари патент муаррифӣ карда шуд.
4. TPU барои плёнкаи муҳофизатии рангҳои автомобилӣ
Плёнкаи муҳофизатии ранги мошин плёнкаи муҳофизатӣ аст, ки сатҳи рангро пас аз насб аз ҳаво ҷудо мекунад, аз борони кислотаӣ, оксидшавӣ, харошидан пешгирӣ мекунад ва барои сатҳи ранг муҳофизати дарозмуддатро таъмин мекунад. Вазифаи асосии он муҳофизат кардани сатҳи ранги мошин пас аз насб аст. Плёнкаи муҳофизатии ранг одатан аз се қабат иборат аст, ки дар рӯи он пӯшиши худшифошаванда, дар мобайн плёнкаи полимерӣ ва дар қабати поёнӣ часпаки акрилӣ ба фишор ҳассос аст. TPU яке аз маводҳои асосӣ барои тайёр кардани плёнкаҳои полимерии мобайнӣ мебошад.
Талаботи иҷрои TPU, ки дар плёнкаи муҳофизатии ранг истифода мешаванд, чунинанд: муқовимат ба харошидан, шаффофияти баланд (гузариши рӯшноӣ> 95%), чандирии ҳарорати паст, муқовимат ба ҳарорати баланд, қувваи кашиш> 50MPa, дарозшавӣ> 400% ва диапазони сахтии Shore A аз 87-93; Муҳимтарин иҷроиш муқовимат ба обу ҳаво аст, ки муқовимат ба пиршавии ултрабунафш, вайроншавии оксидшавии гармӣ ва гидролизро дар бар мегирад.
Маҳсулоти айни замон пухташуда TPU-и алифатӣ мебошанд, ки аз дициклогексил диизоцианат (H12MDI) ва поликапролактон диол ҳамчун ашёи хом тайёр карда шудаанд. TPU-и ароматии оддӣ пас аз як рӯзи нури ултрабунафш ба таври намоён зард мешавад, дар ҳоле ки TPU-и алифатӣ, ки барои плёнкаи печонидани мошин истифода мешавад, метавонад коэффитсиенти зардшавии худро бидуни тағйироти назаррас дар ҳамон шароит нигоҳ дорад.
TPU-и полиэфирӣ (ε – капролактон) нисбат ба TPU-и полиэфирӣ ва полиэстерӣ дорои самаранокии мутавозинтар аст. Аз як тараф, он метавонад муқовимати аълои TPU-и полиэстерии оддӣ ба кандашавӣ дошта бошад, дар ҳоле ки аз тарафи дигар, он инчунин самаранокии аълои деформатсияи доимии фишурдашавии паст ва барқароршавии баланди TPU-и полиэфириро нишон медиҳад, ки аз ин рӯ, дар бозор васеъ истифода мешавад.
Аз сабаби талаботи гуногун барои самаранокии арзиши маҳсулот пас аз сегментатсияи бозор, бо беҳтар шудани технологияи пӯшонидани сатҳ ва қобилияти танзими формулаи часпак, инчунин имкони истифодаи TPU алифатии полиэфир ё полиэстери оддии H12MDI дар оянда ба плёнкаҳои муҳофизатии ранг вуҷуд дорад.
5. TPU-и биологӣ
Усули маъмули тайёр кардани TPU-и биологӣ ин ворид кардани мономерҳо ё миёнаравҳои биологӣ дар раванди полимеризатсия мебошад, ба монанди изоцианатҳои биологӣ (ба монанди MDI, PDI), полиолҳои биологӣ ва ғайра. Дар байни онҳо, изоцианатҳои биологӣ дар бозор нисбатан камёбанд, дар ҳоле ки полиолҳои биологӣ бештар маъмуланд.
Аз нигоҳи изоцианатҳои биологӣ, ҳанӯз соли 2000, BASF, Covestro ва дигарон барои таҳқиқоти PDI саъю кӯшиши зиёд сарф кардаанд ва аввалин партияи маҳсулоти PDI дар солҳои 2015-2016 ба бозор бароварда шуданд. Wanhua Chemical маҳсулоти 100% биологии TPU-ро бо истифода аз PDI-и биологӣ, ки аз ҷуворимаккаи ҷуворимакка тайёр карда шудааст, таҳия кардааст.
Аз нигоҳи полиолҳои биологӣ, он политетрафторэтилени биологӣ (PTMEG), 1,4-бутандиол (BDO)-и биологӣ, 1,3-пропандиол (PDO)-и биологӣ, полиолҳои полиэстери биологӣ, полиолҳои полиэфирии биологӣ ва ғайраро дар бар мегирад.
Дар айни замон, истеҳсолкунандагони сершумори TPU TPU-ҳои биологиро ба кор андохтаанд, ки самаранокии онҳо бо TPU-ҳои анъанавии нафтхимиявӣ қобили муқоиса аст. Фарқи асосии байни ин TPU-ҳои биологӣ дар сатҳи миқдори биологӣ мебошад, ки одатан аз 30% то 40% -ро ташкил медиҳад ва баъзеҳо ҳатто ба сатҳҳои баландтар ноил мегарданд. Дар муқоиса бо TPU-ҳои анъанавии нафтхимиявӣ, TPU-ҳои биологӣ бартариҳои зиёде ба монанди кам кардани партовҳои карбон, барқарорсозии устувори ашёи хом, истеҳсоли сабз ва ҳифзи захираҳо дорад. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical ваМатериалхои нави Лингхуабрендҳои TPU-и худро, ки дар асоси биологӣ сохта шудаанд, ба кор андохтаанд ва кам кардани карбон ва устуворӣ низ самтҳои калидии рушди TPU дар оянда мебошанд.
Вақти нашр: 09 августи соли 2024