Was ist thermoplastisches Polyurethanelastomer?

Was ist thermoplastisches Polyurethanelastomer?

Polyurethan -Elastomer ist eine Vielzahl von Polyurethan -synthetischen Materialien (andere Sorten beziehen sich auf Polyurethanschaum, Polyurethankleber, Polyurethanbeschichtung und Polyurethanfaser) und thermoplastische Polyurethan -Elastomer ist eine der drei Arten von Polyurethan -Elastomer, die sich als TPU -Elastomer als tpu (die drei anderen Arten von Polyurethan -Elastosen, die üblicherweise als tpu als tpu beziehen (die anderen beiden anderen Arten von Polyurethan -Elastosen, sind üblicherweise als tpu (die anderen beiden anderen Arten von Polyurethan -Elastomer, Piopl -Elastizität, die sich als tpu als tpu (die anderen beiden anderen Arten von Polyurethan -Elastikum bezieht, sind üblicherweise als tpu (die anderen beiden anderen Arten von Polyurethan, Piopl -Elastik. Polyurethanelastomere, abgekürzte als CPU, und gemischte Polyurethanelastomere, abgekürzte als MPU).

TPU ist eine Art Polyurethanelastomer, das durch Erhitzen plastizisiert und durch Lösungsmittel aufgelöst werden kann. Im Vergleich zu CPU und MPU hat TPU in seiner chemischen Struktur wenig oder keine chemische Vernetzung. Die molekulare Kette ist im Grunde linear, aber es gibt eine gewisse physikalische Vernetzung. Dies ist das thermoplastische Polyurethanelastomer, das in der Struktur sehr charakteristisch ist.

Struktur und Klassifizierung von TPU

Das thermoplastische Polyurethanelastomer ist ein (Ab) -Block -lineares Polymer. A stellt ein Polymerpolyol (Ester oder Polyether, Molekulargewicht von 1000 ~ 6000) mit hohem Molekulargewicht dar, das als Langkette bezeichnet wird; B repräsentiert ein Diol, das 2-12 gerade Ketten-Kohlenstoffatome enthält, die als kurzkette bezeichnet werden.

In der Struktur des thermoplastischen Polyurethanelastomers wird Segment A als Weichsegment bezeichnet, das die Eigenschaften von Flexibilität und Weichheit aufweist und TPU eine Erweiterbarkeit aufweist. Die Urethankette, die durch die Reaktion zwischen dem B -Segment und dem Isocyanat erzeugt wird, wird als hartes Segment bezeichnet, das sowohl starre als auch harte Eigenschaften aufweist. Durch Anpassung des Verhältnisses von A- und B -Segmenten werden TPU -Produkte mit unterschiedlichen physikalischen und mechanischen Eigenschaften hergestellt.

Gemäß der Softsegmentstruktur kann sie in Polyestertyp, Polyethertyp und Butadientyp unterteilt werden, die jeweils die Estergruppe, die Äthergruppe oder die Buten -Gruppe enthalten. Gemäß der Struktur des harten Segments kann sie in Urethan- und Urethan -Harnstofftyp unterteilt werden, die jeweils aus Ethylenglykolketten -Extendern oder Diamin -Ketten -Extendern erhalten werden. Die gemeinsame Klassifizierung ist in Polyestertyp und Polyether unterteilt.

Was sind die Rohstoffe für die TPU -Synthese?

(1) Polymer Diol

Makromolekulares Diol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 4000 und bifunktionellen Gruppen mit einem Gehalt von 50% bis 80% im TPU -Elastomer spielt eine entscheidende Rolle bei den physikalischen und chemischen Eigenschaften von TPU.

Das für TPU -Elastomer geeignete Polymer -Diol kann in Polyester und Polyether unterteilt werden: Polyester umfasst Polytetramethylen -Adipinsäureglykol (PBA) ε PCL, PHC; Polyether umfasst Polyoxypropylen -Ether -Glykol (PPG), Tetrahydrofuran -Polyetherglykol (PTMG) usw.

(2) Diisocyanat

Das Molekulargewicht ist klein, aber die Funktion ist hervorragend, was nicht nur die Rolle der Verbindung des Weichsegments und des harten Segments spielt, sondern auch die TPU mit verschiedenen guten physikalischen und mechanischen Eigenschaften aussieht. The diisocyanates applicable to the TPU are: Methylene diphenyl diisocyanate (MDI), methylene bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimethyl Diisocyanat (pxdi) usw.

(3) Chain Extender

Der Ketten -Erweiterung mit einem Molekulargewicht von 100 ~ 350, das zu kleinem molekularem Diol, kleinem Molekulargewicht, offener Kette und ohne Substituentengruppe gehört, ist der Erlangung hoher Härte und hohes Skalargewicht der TPU förderlich. The chain extenders suitable for TPU include 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), etc.

Änderung der Anwendung von TPU als hartnäckiger Agent

Um die Produktkosten zu senken und zusätzliche Leistung zu erzielen, können Polyurethan -thermoplastische Elastomere als häufig verwendete Härtungsmittel verwendet werden, um verschiedene thermoplastische und modifizierte Gummimaterialien zu verschärfen.

Aufgrund seiner hohen Polarität kann Polyurethan mit polaren Harzen oder Gummi wie chlorierten Polyethylen (CPE) kompatibel sein, die zur Herstellung von medizinischen Produkten verwendet werden können. Das Mischen mit ABS kann technische Thermoplastik zur Verwendung ersetzen. Wenn es in Kombination mit Polycarbonat (PC) verwendet wird, weist es Eigenschaften wie Ölfestigkeit, Kraftstoffwiderstand und Schlagfestigkeit auf und kann zur Herstellung von Autoskörpern verwendet werden. In Kombination mit Polyester kann seine Zähigkeit verbessert werden. Darüber hinaus kann es gut mit PVC, Polyoxymethylen oder PVDC kompatibel sein; Polyester Polyurethan kann gut mit 15% Nitrilkautschuk oder 40% Nitrilkautschuk/PVC -Mischung kompatibel sein. Polyether -Polyurethan kann auch gut mit 40% Nitrilgummi/Polyvinylchlorid -Mischkleber kompatibel sein. Es kann auch mit Acrylonitril -Styrol (SAN) -Copolymeren kompatibel sein; Es kann intersetrierende Netzwerkstrukturen (IPN) mit reaktiven Polysiloxanen bilden. Die überwiegende Mehrheit der oben genannten gemischten Klebstoffe wurde bereits offiziell produziert.

In den letzten Jahren wurde eine zunehmende Untersuchung der Härtung von POM durch TPU in China durchgeführt. Die Mischung von TPU und POM verbessert nicht nur die Hochtemperaturresistenz und die mechanischen Eigenschaften von TPU, sondern auch signifikant die POM. Einige Forscher haben gezeigt, dass in Zugfrakturtests im Vergleich zur POM -Matrix die POM -Legierung mit TPU von spröder Fraktur zu duktilen Fraktur übergeht. Die Zugabe von TPU verleiht POM auch die Form des Formspeichers. Die kristalline Region von POM dient als feste Phase der Formgedächtnislegierung, während der amorphe Bereich der amorphen TPU und POM als reversible Phase dient. Wenn die Erholungsreaktionstemperatur 165 ° C beträgt und die Erholungszeit 120 Sekunden beträgt, erreicht die Wiederherstellungsrate der Legierung über 95%und der Wiederherstellungseffekt ist der beste.

Es ist schwierig, TPU mit nicht-polaren Polymermaterialien wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylenpropylengummi, Butadien-Gummi, Isoprengummi oder Abfallgummi kompatibel zu sein. Daher werden häufig Oberflächenbehandlungsmethoden wie Plasma, Korona, Nasschemie, Primer, Flamme oder Reaktivgas für letztere verwendet. Beispielsweise hat die American Air Products and Chemicals Company F2/O2-Behandlung mit ultrahochem Molekulargewicht mit Polyethylen-Feinpulver mit einem Molekulargewicht von 3 bis 5 Millionen durchgeführt und es zu einem Polyurethanelastomer bei einem Verhältnis von 10%hinzugefügt, was den Biegemodul, die Tensis-Festigkeit und den Verschleiß Widerstand erheblich verbessern kann. Und die Behandlung mit der F2/O2-Aktivierung kann auch auf die gerichtungslänglichen kurzen Fasern mit einer Länge von 6 bis 35 mm aufgetragen werden, was die Steifheit und die Tränenzähigkeit des Verbundmaterials verbessern kann.

Was sind die Anwendungsbereiche von TPU?

1958 registrierte Goodrich Chemical Company (jetzt in Lubrizol umbenannt) erstmals die TPU Brand Estane. In den letzten 40 Jahren gab es weltweit mehr als 20 Markennamen, und jede Marke hat mehrere Produkte. Derzeit sind die wichtigsten TPU -Rohstoffhersteller der Welt: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding usw.

Als ausgezeichnetes Elastomer verfügt die TPU über eine breite Palette von nachgeschalteten Produkten, die in den täglichen Notwendigkeiten, Sportwaren, Spielzeug, dekorativen Materialien und anderen Feldern häufig eingesetzt werden. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele.

① Schuhmaterialien

Die TPU wird hauptsächlich für Schuhmaterialien verwendet, da sie hervorragende Elastizität und Verschleißfestigkeit ist. Schuheprodukte, die TPU enthalten, sind viel komfortabler zu tragen als normale Schuheprodukte, sodass sie in High-End-Schuheprodukten, insbesondere in einigen Sportschuhen und lässigen Schuhen, stärker eingesetzt werden.

② Schläuche

Aufgrund seiner Weichheit, der guten Zugfestigkeit, der Schlagfestigkeit und seiner Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen werden TPU -Schläuche in China weit verbreitet als Gas- und Ölschläuche für mechanische Geräte wie Flugzeuge, Tanks, Automobile, Motorräder und Werkzeugwerkzeuge.

③ Kabel

Die TPU bietet Tränenwiderstand, Verschleißfestigkeit und Biegeeigenschaften, wobei hoher und niedriger Temperaturwiderstand der Schlüssel zur Kabelleistung ist. Auf dem chinesischen Markt verwenden fortschrittliche Kabel wie Kontrollkabel und Stromkabel TPUs, um die Beschichtungsmaterialien komplexer Kabelkonstruktionen zu schützen, und ihre Anwendungen werden zunehmend weit verbreitet.

④ Medizinprodukte

TPU ist ein sicheres, stabiles und qualitativ hochwertiges PVC-Ersatzmaterial, das keine Phthalat- und anderen chemischen schädlichen Substanzen enthält und in das Blut oder andere Flüssigkeiten im medizinischen Katheter oder im medizinischen Beutel wandert, um Nebenwirkungen zu verursachen. Darüber hinaus kann die speziell entwickelte TPU aus Extrusionsgrad und Injektionsgrad problemlos mit ein wenig Debuggen in den vorhandenen PVC -Geräten verwendet werden.

⑤ Fahrzeuge und andere Transportmittel

Durch Extrudieren und Beschichten von beiden Seiten des Nylongewebes mit Polyurethan-thermoplastischen Elastomer können aufblasbare Kampfangriffe und Aufklärungsflöße mit 3-15 Menschen mit viel besserer Leistung als vulkanisierte Kautschuk-aufblasbare Flöfe erzielt werden. Mit Glasfasern verstärktes Polyurethan -thermoplastisches Elastomer kann verwendet werden, um Körperkomponenten wie geformte Teile auf beiden Seiten des Autos selbst, Türschalen, Stoßstangen, Anti -Reibungsstreifen und Grillen zu machen.