Эластомери полиуретании термопластикӣ чист?

Эластомери полиуретании термопластикӣ чист?

Эластомири полиуретанӣ як навъ маводи синтетикии полиуретанӣ аст (навъҳои дигар ба кафки полиуретанӣ, часпаки полиуретанӣ, рӯйпӯши полиуретанӣ ва нахи полиуретанӣ ишора мекунанд) ва эластомири полиуретании термопластикӣ яке аз се намуди эластомири полиуретанӣ мебошад. Одамон онро одатан TPU меноманд (ду намуди дигари эластомери полиуретанӣ эластомери полиуретании рехташуда, ки ҳамчун CPU ихтисор карда мешавад ва эластомери полиуретании омехта, ки ҳамчун MPU ихтисор карда мешавад).

TPU як навъи эластомери полиуретанӣ аст, ки бо гармкунӣ пластикӣ карда шуда, бо ҳалкунанда ҳал карда мешавад. Дар муқоиса бо CPU ва MPU, TPU дар сохтори химиявии худ пайвандҳои салибии кимиёвӣ кам ё тамоман надорад. Занҷири молекулавии он асосан хаттӣ аст, аммо миқдори муайяни пайвандҳои салибии физикӣ мавҷуд аст. Ин эластомери полиуретании термопластикӣ аст, ки аз ҷиҳати сохтор хеле хос аст.

Сохтор ва таснифи TPU

Эластомери полиуретании термопластикӣ як полимери хаттии блокӣ (AB) аст. А полиоли полимерро (эфир ё полиэфир, вазни молекулавии 1000~6000) бо вазни молекулавии баланд ифода мекунад, ки занҷири дароз номида мешавад; В диолеро ифода мекунад, ки дорои 2-12 атоми карбони занҷири рост мебошад, ки занҷири кӯтоҳ номида мешавад.

Дар сохтори эластомери полиуретании термопластикӣ, сегменти А сегменти нарм номида мешавад, ки хусусиятҳои чандирӣ ва нармиро дорад, ки TPU-ро васеъшаванда мегардонад; Занҷири уретан, ки дар натиҷаи реаксияи байни сегменти В ва изоцианат ба вуҷуд меояд, сегменти сахт номида мешавад, ки ҳам хосиятҳои сахт ва ҳам хосиятҳои сахт дорад. Бо танзими таносуби сегментҳои А ва В, маҳсулоти TPU бо хосиятҳои гуногуни физикӣ ва механикӣ истеҳсол карда мешаванд.

Мувофиқи сохтори сегменти нарм, онро метавон ба намуди полиэстер, намуди полиэфир ва навъи бутадиен тақсим кард, ки мутаносибан гурӯҳи эфир, гурӯҳи эфир ё гурӯҳи бутенро дар бар мегиранд. Мувофиқи сохтори сегменти сахт, онро метавон ба намуди уретан ва навъи уретан-мочевина тақсим кард, ки мутаносибан аз васеъкунакҳои занҷири этиленгликол ё васеъкунакҳои занҷири диамин ба даст оварда мешаванд. Таснифоти маъмулӣ ба намуди полиэстер ва намуди полиэфир тақсим мешавад.

Ашёи хом барои синтези TPU кадомҳоянд?

(1) Полимер Диол

Диоли макромолекулавӣ бо вазни молекулавӣ аз 500 то 4000 ва гурӯҳҳои бифунксионалӣ, ки аз 50% то 80% дар эластомери TPU мавҷуданд, дар хосиятҳои физикӣ ва химиявии TPU нақши ҳалкунанда мебозад.

Полимери Diol, ки барои эластомери TPU мувофиқ аст, метавонад ба полиэстер ва полиэфир тақсим карда шавад: полиэстер дорои гликоли политетраметилен, кислотаи адипӣ (PBA) ε PCL, PHC мебошад; Полиэфирҳо дорои гликоли полиоксипропилен эфир (PPG), гликоли полиэфири тетрагидрофуран (PTMG) ва ғайра мебошанд.

(2) Диизоцианат

Вазни молекулавӣ хурд аст, аммо вазифаи он барҷаста аст, ки на танҳо нақши пайваст кардани сегменти нарм ва сегменти сахтро мебозад, балки ба TPU хосиятҳои гуногуни хуби физикӣ ва механикӣ низ медиҳад. Диизоцианатҳое, ки ба TPU татбиқ мешаванд, инҳоянд: метилендифенилдиизоцианат (MDI), метиленбис (-4-циклогексилизоцианат) (HMDI), p-фенилдиизоцианат (PPDI), 1,5-нафталиндиизоцианат (NDI), p-фенилдиметилдиизоцианат (PXDI) ва ғайра.

(3) Занҷирро васеъкунанда

Васеъкунандаи занҷир бо вазни молекулавии 100~350, ки ба Diol молекулавии хурд, вазни молекулавии хурд, сохтори занҷири кушода ва бе гурӯҳи ивазкунанда тааллуқ дорад, барои ба даст овардани сахтии баланд ва вазни скалярии баланди TPU мусоидат мекунад. Васеъкунандаҳои занҷири мувофиқ барои TPU инҳоянд: 1,4-бутандиол (BDO), 1,4-бис (2-гидроксиэтокси) бензол (HQEE), 1,4-циклогександиметанол (CHDM), p-фенилдиметилгликол (PXG) ва ғайра.

Татбиқи тағйирёбии TPU ҳамчун агенти мустаҳкамкунанда

Барои кам кардани хароҷоти маҳсулот ва ба даст овардани самаранокии иловагӣ, эластомерҳои термопластикии полиуретанро метавон ҳамчун агентҳои мустаҳкамкунандаи маъмулан истифодашаванда барои мустаҳкам кардани маводҳои гуногуни термопластикӣ ва резинии тағйирёфта истифода бурд.

Аз сабаби қутбияти баланди худ, полиуретан метавонад бо қатронҳои қутбӣ ё резинҳо, ба монанди полиэтилени хлордор (CPE), ки метавонанд барои истеҳсоли маҳсулоти тиббӣ истифода шаванд, мувофиқ бошад; Омехта бо ABS метавонад термопластикҳои муҳандисиро барои истифода иваз кунад; Ҳангоми истифода дар якҷоягӣ бо поликарбонат (PC), он дорои хосиятҳо ба монанди муқовимат ба равған, муқовимат ба сӯзишворӣ ва муқовимат ба зарба мебошад ва метавонад барои истеҳсоли кузовҳои мошин истифода шавад; Ҳангоми якҷоя бо полиэстер, мустаҳкамии онро метавон беҳтар кард; Илова бар ин, он метавонад бо PVC, полиоксиметилен ё PVDC хуб мувофиқ бошад; Полиуретани полиэстер метавонад бо 15% каучуки нитрил ё 40% омехтаи каучуки нитрил/PVC хуб мувофиқ бошад; Полиуретани полиэфир инчунин метавонад бо 40% часпаки омехтаи каучуки нитрил/поливинилхлорид хуб мувофиқ бошад; Он инчунин метавонад бо сополимерҳои акрилонитрил стирол (SAN) мувофиқ бошад; Он метавонад сохторҳои шабакавии байниҳамдигарӣ (IPN)-ро бо полисилоксанҳои реактивӣ ташкил диҳад. Аксарияти кулли часпакҳои омехтаи дар боло зикршуда аллакай расман истеҳсол шудаанд.

Дар солҳои охир, таҳқиқоти бештар дар бораи мустаҳкамкунии POM бо истифода аз TPU дар Чин анҷом дода мешаванд. Омезиши TPU ва POM на танҳо муқовимати ҳарорати баланд ва хосиятҳои механикии TPU-ро беҳтар мекунад, балки POM-ро низ ба таври назаррас мустаҳкам мекунад. Баъзе муҳаққиқон нишон доданд, ки дар озмоишҳои шикастани кашиш, дар муқоиса бо матритсаи POM, хӯлаи POM бо TPU аз шикастани шикананда ба шикастани чандирӣ гузаштааст. Илова кардани TPU инчунин ба POM самаранокии хотираи шаклро медиҳад. Минтақаи кристаллии POM ҳамчун фазаи собитшудаи хӯлаи хотираи шакл хизмат мекунад, дар ҳоле ки минтақаи аморфии TPU ва POM-и аморфӣ ҳамчун фазаи баръакс хизмат мекунад. Вақте ки ҳарорати вокуниши барқароршавӣ 165 ℃ ва вақти барқароршавӣ 120 сония аст, суръати барқароршавии хӯла ба зиёда аз 95% мерасад ва таъсири барқароршавӣ беҳтарин аст.

Мутобиқати TPU бо маводҳои полимерии ғайриқутбӣ, ба монанди полиэтилен, полипропилен, резини этиленпропиленӣ, резини бутадиенӣ, резини изопренӣ ё хокаи партовҳои резинӣ душвор аст ва онро барои истеҳсоли композитҳо бо самаранокии хуб истифода бурдан мумкин нест. Аз ин рӯ, усулҳои коркарди сатҳӣ, ба монанди плазма, корона, кимиёи тар, праймер, аланга ё гази реактивӣ аксар вақт барои охирин истифода мешаванд. Масалан, ширкати American Air Products and Chemicals коркарди сатҳи гази фаъоли F2/O2-ро дар хокаи майдаи полиэтилении ултра-баланд молекулавӣ бо вазни молекулавии 3-5 миллион анҷом додааст ва онро ба эластомери полиуретанӣ бо таносуби 10% илова кардааст, ки метавонад модули чандирӣ, қувваи кашиш ва муқовимати фарсудашавии онро ба таври назаррас беҳтар созад. Ва коркарди сатҳи гази фаъоли F2/O2 инчунин метавонад ба нахҳои кӯтоҳи дарозшудаи самтӣ бо дарозии 6-35 мм татбиқ карда шавад, ки метавонад сахтӣ ва тобоварии маводи композитиро беҳтар созад.

Соҳаҳои татбиқи TPU кадомҳоянд?

Соли 1958 ширкати Goodrich Chemical (ки ҳоло Lubrizol номгузорӣ шудааст) бори аввал бренди TPU Estane-ро ба қайд гирифт. Дар тӯли 40 соли охир дар саросари ҷаҳон зиёда аз 20 номи бренд мавҷуд буд ва ҳар як бренд силсилаи маҳсулот дорад. Дар айни замон, истеҳсолкунандагони асосии ашёи хоми TPU дар ҷаҳон инҳоянд: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding ва ғайра.

Ҳамчун эластомери аъло, TPU доираи васеи маҳсулоти поёнобро дорад, ки ба таври васеъ дар ниёзҳои ҳаррӯза, молҳои варзишӣ, бозичаҳо, маводҳои ороишӣ ва дигар соҳаҳо истифода мешаванд. Дар зер чанд мисол оварда шудааст.

① Маводҳои пойафзол

TPU асосан барои маводҳои пойафзол истифода мешавад, зеро он чандирии аъло ва муқовимати фарсудашавӣ дорад. Маҳсулоти пойафзоли дорои TPU нисбат ба маҳсулоти муқаррарии пойафзол хеле бароҳаттаранд, аз ин рӯ онҳо дар маҳсулоти пойафзоли баландсифат, бахусус баъзе пойафзолҳои варзишӣ ва пойафзоли тасодуфӣ, васеътар истифода мешаванд.

2 Шлангҳо

Аз сабаби нармӣ, қувваи хуби кашиш, қувваи зарба ва муқовимат ба ҳарорати баланд ва паст, шлангҳои TPU дар Чин ба таври васеъ ҳамчун шлангҳои газ ва нафт барои таҷҳизоти механикӣ ба монанди ҳавопаймоҳо, танкҳо, автомобилҳо, мотосиклҳо ва асбобҳои мошинӣ истифода мешаванд.

③ Кабел

TPU хусусиятҳои муқовимат ба кандашавӣ, муқовимат ба фарсудашавӣ ва хамшавиро таъмин мекунад, ки муқовимати ҳарорати баланд ва паст калиди кори кабелҳо мебошад. Аз ин рӯ, дар бозори Чин, кабелҳои пешрафта, ба монанди кабелҳои идоракунӣ ва кабелҳои барқӣ, аз TPU барои ҳифзи маводҳои рӯйпӯши тарҳҳои мураккаби кабелӣ истифода мебаранд ва татбиқи онҳо торафт васеътар мешавад.

④ Дастгоҳҳои тиббӣ

TPU як маводи ивазкунандаи бехатар, устувор ва босифати PVC мебошад, ки фталат ва дигар моддаҳои зараровари кимиёвӣ надорад ва ба хун ё дигар моеъҳо дар катетери тиббӣ ё халтаи тиббӣ интиқол ёфта, таъсири манфӣ мерасонад. Ғайр аз ин, TPU-и дараҷаи экструзия ва дараҷаи тазриқи махсус таҳияшударо бо каме ислоҳ дар таҷҳизоти мавҷудаи PVC ба осонӣ истифода бурдан мумкин аст.

⑤ Воситаҳои нақлиёт ва дигар воситаҳои нақлиёт

Бо роҳи экструзия ва пӯшонидани ҳарду тарафи матои нейлонӣ бо эластомери термопластикии полиуретанӣ, метавон рафтҳои ҳамлаи ҷангии пуфшаванда ва рафтҳои иктишофиро, ки аз 3 то 15 нафарро интиқол медиҳанд, сохт, ки нисбат ба рафтҳои пуфшавандаи резинии вулканизатсияшуда хеле беҳтаранд; Эластомери термопластикии полиуретанӣ, ки бо нахи шишагӣ мустаҳкам карда шудааст, метавонад барои сохтани ҷузъҳои кузов, ба монанди қисмҳои қолабӣ дар ҳарду тарафи худи мошин, пӯстҳои дар, бамперҳо, тасмаҳои зиддиисқоб ва панҷараҳо истифода шавад.