Sintesi, trasfurmazione, prestazioni è applicazione di materiali TPU

TPU (poliuretano termoplastico)hè un tipu di poliuretanu chì pò esse plastificatu per riscaldamentu è pò esse dissoltu da solventi. In paragone cù u poliuretanu di tipu mischju è di tipu colata, u poliuretanu termoplasticu ùn hà micca o pocu reticulazione chimica in a struttura chimica, è e so molecule sò basicamente lineari, ma ci hè una certa quantità di scambiu fisicu.
U cuncettu di u cusì dettu scambiu fisicu, prupostu per a prima volta da Schollenberger CS in u 1958, si riferisce à l'esistenza di "punti di cunnessione" reversibili trà e catene moleculari di poliuretanu lineari quandu sò esposte à u calore o à i solventi. Ùn hè micca in realtà un ligame reticulatu chimicu. Ma agisce cum'è un ligame reticulatu chimicu. Cum'è risultatu di questu ligame reticulatu fisicu, u poliuretanu forma una teoria di struttura morfologica eterogenea, è u ligame à l'idrogenu di u poliuretanu rinforza a so morfologia è u rende resistente à una umidità più elevata.

Chì ghjè a classificazione di TPU

Avà chì sapemu ciò chì hè un TPU, chì sò e so classificazioni? Sicondu i diversi standard di classificazione, u TPU pò avè parechje classificazioni diverse.

Per esempiu, secondu a struttura di u segmentu dolce, pò esse divisu in tipu poliestere, tipu polietere è tipu butadiene, chì cuntenenu rispettivamente un gruppu estere, un gruppu etere o un gruppu butene. Sicondu a struttura di u segmentu duru, pò esse divisu in tipu uretanu è tipu uretanurea, chì sò rispettivamente ottenuti da estensori di catena di dioli o estensori di catena di diammina. A divisione cumuna hè divisa in tipu poliestere è tipu polietere.
Sicondu a presenza o l'assenza di reticolazione, pò esse divisu in termoplasticu puru è semi-termoplasticu. U primu hè una struttura lineare pura senza ligami reticolati; u secondu cuntene una piccula quantità di allofanatu è altri ligami reticolati. Sicondu l'usu di i prudutti finiti, pò esse divisu in parti di forma speciale (varie parti meccaniche), tubi (guaine, profili di barre), filmi (fogli, fogli), adesivi, rivestimenti è fibre.

Cumu si sintetizza u TPU

Ancu s'ellu ci sò parechje classificazioni di TPU, appartenenu tutte à u poliuretanu in termini di struttura moleculare. Allora, cumu si hè riunitu? Sicondu i diversi prucessi di sintesi, hè principalmente divisu in polimerizazione in massa è polimerizazione in suluzione.

In a polimerizazione in massa, pò esse divisa in metudu di pre-polimerizazione è metudu à un passu secondu s'ellu ci hè una pre-reazzione: u metudu di pre-polimerizazione hè di fà reagisce u diisocianatu cù u diolu macromoleculare per un certu periodu di tempu, è dopu aghjunghje una estensione di catena per pruduce TPU; I dioli moleculari, i diisoesteri è l'estensori di catena sò mischiati simultaneamente è reagiti per furmà TPU.
A polimerizazione in suluzione hè di dissolve prima u diisocianatu in u solvente, poi aghjunghje un diolu macromoleculare per fà lu reagisce per un certu periodu di tempu, è infine aghjunghje un estensore di catena per generà TPU.
U tipu di segmentu molle, u pesu moleculare, u segmentu duru o u cuntenutu di segmentu molle è u statu d'aggregazione di TPU di TPU influenzeranu a densità di TPU. A densità hè trà 1.10 è 1.25, chì ùn hè micca significativamente diversa da altre gomme è plastiche. À a listessa durezza, a densità di polietere TPU hè più bassa di quella di poliester TPU.

Cumu hè trattatu u TPU

A resina TPU hà bisognu di esse trasfurmata per fà prudutti finiti, è u TPU hè principalmente trasfurmatu per metudu di fusione è metudu di suluzione. A so struttura moleculare hè un bloccu rigidu ottenutu reagendu u difenilmetano diisocianatu (MDI) o u toluene diisocianatu (TDI) cù un estensore di catena è diisocianatu cum'è u difenilmetano diisocianatu (MDI) o u toluene diisocianatu (TDI). E molecule è i polioli macromolecolari reagiscenu per furmà segmenti flessibili alternativamente.

A trasfurmazione di a fusione hè un prucessu cumunimenti utilizatu in l'industria di a plastica: cum'è a miscelazione, a calandratura, l'estrusione, u stampaggio per soffiaggio è u stampaggio (cumprese l'iniezione, a compressione, u trasferimentu è a centrifugazione ecc. A trasfurmazione in soluzione hè a dissoluzione di pellet in solventi o a polimerizazione diretta in solventi. Dopu avè fattu una soluzione, si eseguenu u rivestimentu, a filatura, ecc.
U TPU hè trasfurmatu in u pruduttu finale, chì generalmente ùn richiede micca vulcanizazione è reazione di reticulazione, chì pò accurtà u ciclu di pruduzzione, è i materiali di scarto ponu esse riciclati è riutilizzati.

Prestazione di TPU

Cum'è u poliuretanu colatu (liquidu) è u poliuretanu mischiatu (solidu), u TPU hà un modulu elevatu, una resistenza elevata, un allungamentu elevatu è una elasticità elevata, una resistenza eccellente à l'usura, à l'oliu, à e basse temperature è à l'invecchiamentu. Frà questi, l'alta resistenza à a trazione, l'allungamentu elevatu è a bassa deformazione à compressione à longu andà sò tutti vantaghji significativi di u TPU.

1. Alta resistenza à a trazione è altu allungamentu
U TPU hà una resistenza à a trazione è un allungamentu eccellenti. Da i dati in a figura sottu, pudemu vede chì a resistenza à a trazione è l'allungamentu di u polietere TPU sò assai megliu cà quelli di a plastica è di a gomma di cloruru di polivinile.

Inoltre, u TPU pò risponde à i requisiti di l'industria alimentaria senza aghjunghje o aghjunghje pochi additivi in ​​u prucessu di trasfurmazione, ciò chì hè difficiule per altri materiali cum'è u PVC è a gomma.

2. A resilienza hè assai sensibile à a temperatura
A resilienza di u TPU si riferisce à u gradu di ripresa rapida di a so forma originale dopu chì a tensione di deformazione hè stata liberata, chì hè espressa da l'energia di ripresa, vale à dì, u rapportu trà u travagliu di retrazione di a deformazione è u travagliu necessariu per a deformazione. Hè una funzione di u modulu dinamicu è di l'attritu internu di l'elastomeru è hè assai sensibile à a temperatura.

U ritornu di a elasticità diminuisce cù a diminuzione di a temperatura, finu à una certa temperatura, l'elasticità aumenta rapidamente di novu. Sta temperatura hè a temperatura di cristallizazione di u segmentu dolce, chì dipende da a struttura di u diolu macromoleculare, è u polietere TPU hè più bassu di u poliestere TPU. À temperature inferiori à a temperatura di cristallizazione, l'elastomeru diventa assai duru è perde a so elasticità, dunque, u rimbalzu hè simile à u rimbalzu da una superficia metallica dura.

3. A gamma di durezza hè Shore A60 ~ D80
A durezza hè un indicatore di a capacità di un materiale di resiste à deformazioni, tacche è graffi.
A durezza di u TPU pò esse aghjustata aghjustendu u rapportu trà i segmenti di catena morbida è dura. Dunque, u TPU hà una gamma di durezza relativamente larga. A so durezza varieghja da Shore A60 à D80, abbracciendu a durezza di a gomma è di a plastica, è hà una vasta gamma di durezza in tutta a gamma di durezza. Alta elasticità.
Cù u cambiamentu di durezza, alcune proprietà di u TPU cambieranu. Per esempiu, se a durezza di u TPU hè aumentata, ci saranu cambiamenti di prestazione cum'è un aumentu di u modulu di trazione è di a resistenza à a lacerazione, una maggiore rigidità è tensione di compressione (capacità di carica), una diminuzione di l'allungamentu, una maggiore densità è generazione di calore dinamicu, è una maggiore resistenza ambientale.

Campu d'applicazione di TPU

U TPU hè statu cummercializatu per a prima volta cù successu da l'American Goodrich Chemical Company (oghje Lubrizol) in u 1958, è da tandu hè statu studiatu è allargatu in u mondu sanu. Attualmente, i pruduttori di materie prime TPU includenu principalmente BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical è altri.
Cum'è elastomeru cù prestazioni eccellenti, u TPU hà una vasta gamma di prudutti derivati ​​è hè largamente utilizatu in necessità quotidiane, articuli sportivi, ghjoculi, materiali decorativi è altri campi. Eccu alcuni esempi.
1. Materiale di scarpa
U TPU hè adupratu in i materiali di e scarpe soprattuttu per via di a so eccellente elasticità è resistenza à l'usura. I prudutti di calzature chì cuntenenu TPU sò assai superiori in termini di cunfortu di vestibilità cà i prudutti di calzature ordinarii, dunque sò largamente aduprati in i prudutti di calzature di alta gamma, in particulare alcune scarpe sportive è scarpe casual.


2. Mangu
Perchè u tubu TPU hà a dolcezza, una bona resistenza à a trazione, a resistenza à l'impattu è a resistenza à e alte è basse temperature, u tubu TPU hè largamente utilizatu in Cina per u trasportu di gasu è petroliu di aerei, carri armati, automobili, motociclette, macchine utensili è altri tubi di apparecchiature meccaniche.



3. Cavu
U TPU furnisce resistenza à u strappu, resistenza à l'usura è caratteristiche di piegatura, è a resistenza à l'alta è bassa temperatura hè a chjave per e prestazioni di i cavi. Dunque, in u mercatu cinese, u TPU per cavi di alta gamma, cum'è cavi di cuntrollu è cavi di alimentazione, hè adupratu per prutege i materiali di rivestimentu di cavi cù disinni cumplessi, è i so usi stanu diventendu sempre più estensivi.



4. Equipement medica
U TPU hè un'alternativa sicura, stabile è di alta qualità à u PVC. Ùn cuntene micca sustanzi chimichi dannosi cum'è u ftalatu, è migrerà in u sangue o altri liquidi in cateteri medichi o sacchetti medichi per causà effetti secundari. U TPU di qualità d'estrusione è di qualità d'iniezione pò esse facilmente adupratu cù un picculu aghjustamentu in l'equipaggiamentu di PVC esistente.