En 1958, Goodrich Chemical Company (ahora renombrado Lubrizol) registró la marca TPU Estane por primera vez. En los últimos 40 años, ha habido más de 20 marcas en todo el mundo, y cada marca tiene varias series de productos. En la actualidad, los fabricantes de materias primas de TPU incluyen principalmente BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1 、 Categoría de TPU
De acuerdo con la estructura del segmento blando, se puede dividir en el tipo de poliéster, el tipo de poliéter y el tipo de butadieno, que respectivamente contienen grupo éster, grupo de éter o grupo de buteno.
Según la estructura del segmento duro, se puede dividir en el tipo de uretano y el tipo de urea de uretano, que se obtienen respectivamente de los extensores de cadena de etilenglicol o los extensores de cadena de diamina. La clasificación común se divide en el tipo de poliéster y el tipo de poliéter.
Según la presencia o ausencia de reticulación, se puede dividir en termoplástico puro y semi termoplástico.
El primero tiene una estructura lineal pura y sin enlaces de reticulación; Este último contiene una pequeña cantidad de enlaces reticulados como el éster de ácido alofánico.
Según el uso de productos terminados, se pueden dividir en piezas perfiladas (varios elementos de máquina), tuberías (vainas, perfiles de barras), películas (sábanas, placas delgadas), adhesivos, recubrimientos, fibras, etc.
2 、 Síntesis de TPU
TPU pertenece a poliuretano en términos de estructura molecular. Entonces, ¿cómo se agregó?
Según diferentes procesos de síntesis, se divide principalmente en polimerización a granel y polimerización de la solución.
En la polimerización a granel, también se puede dividir en el método de pre polimerización y el método de un solo paso basado en la presencia o ausencia de reacción previa:
El método de prepolimerización implica reaccionar diisocianato con dioles macromoleculares durante un cierto período de tiempo antes de agregar la extensión de la cadena para producir TPU;
El método de un solo paso implica que la mezcla y reaccionando simultáneamente los diisocianatos macromoleculares, los diisocianatos y los extensores de cadena formen TPU.
La polimerización de la solución implica primero disolver diisocianato en un disolvente, luego agregar dioles macromoleculares para reaccionar durante un cierto período de tiempo, y finalmente agregar extensores de cadena para generar TPU.
El tipo de segmento blando TPU, peso molecular, contenido de segmento duro o blando y estado de agregación de TPU pueden afectar la densidad de TPU, con una densidad de aproximadamente 1.10-1.25, y no hay diferencias significativas en comparación con otros cauchos y plásticos.
Con la misma dureza, la densidad de la TPU de tipo poliéter es menor que la de la TPU de tipo poliéster.
3 、 Procesamiento de TPU
Las partículas de TPU requieren varios procesos para formar el producto final, principalmente utilizando métodos de fusión y solución para el procesamiento de TPU.
El procesamiento de fusión es un proceso de uso común en la industria plástica, como mezclar, rodar, extrusión, moldeo de soplado y moldeo;
El procesamiento de la solución es el proceso de preparación de una solución disolviendo partículas en un disolvente o polimerizándolas directamente en un disolvente, y luego recubrimiento, giro, etc.
El producto final hecho con TPU generalmente no requiere una reacción de reticulación de vulcanización, lo que puede acortar el ciclo de producción y reciclar materiales de desecho.
4 、 Rendimiento de TPU
La TPU tiene alta módulo, alta resistencia, alta alargamiento y elasticidad, excelente resistencia al desgaste, resistencia al aceite, baja resistencia a la temperatura y resistencia al envejecimiento.
La alta resistencia a la tracción, la alta alargamiento y la baja tasa de deformación permanente a largo plazo son ventajas significativas de TPU.
Xiaou explicará principalmente las propiedades mecánicas de TPU a partir de aspectos como la resistencia a la tracción y el alargamiento, la resiliencia, la dureza, etc.
Alta resistencia a la tracción y un alto alargamiento
TPU tiene una excelente resistencia a la tracción y alargamiento. A partir de los datos de la figura a continuación, podemos ver que la resistencia a la tracción y el alargamiento de la TPU de tipo poliéter son mucho mejores que los del plástico y el caucho de cloruro de polivinilo.
Además, la TPU puede cumplir con los requisitos de la industria alimentaria con poco o ningún aditivos agregados durante el procesamiento, lo que también es difícil para lograr otros materiales como PVC y caucho.
La resiliencia es muy sensible a la temperatura
La resiliencia de la TPU se refiere al grado en que se recupera rápidamente a su estado original después de que se alivia el estrés de deformación, expresado como energía de recuperación, que es la relación de trabajo de retracción de deformación para el trabajo requerido para producir deformación. Es una función del módulo dinámico y la fricción interna de un cuerpo elástico y es muy sensible a la temperatura.
El rebote disminuye con la disminución de la temperatura hasta una cierta temperatura, y la elasticidad aumenta rápidamente nuevamente. Esta temperatura es la temperatura de cristalización del segmento blando, que está determinada por la estructura del diol macromolecular. El tipo de poliéter TPU es más bajo que la TPU de tipo poliéster. A temperaturas por debajo de la temperatura de cristalización, el elastómero se vuelve muy duro y pierde su elasticidad. Por lo tanto, la resiliencia es similar a un rebote de la superficie de un metal duro.
El rango de dureza es la costa A60-D80
La dureza es un indicador de la capacidad de un material para resistir la deformación, la puntuación y el rascado.
La dureza de la TPU generalmente se mide utilizando probadores de dureza de la costa A y Shore, con la costa A utilizada para TPU más suaves y tierra d utilizada para TPU más duras.
La dureza de la TPU se puede ajustar ajustando la proporción de segmentos de cadena suave y dura. Por lo tanto, la TPU tiene un rango de dureza relativamente amplio, que va desde la costa A60-D80, que abarca la dureza del caucho y el plástico, y tiene una alta elasticidad en todo el rango de dureza.
A medida que cambia la dureza, algunas propiedades de TPU pueden cambiar. Por ejemplo, aumentar la dureza de la TPU dará como resultado cambios de rendimiento, como el aumento del módulo de tracción y la resistencia a la desgarro, el aumento de la rigidez y el estrés por compresión (capacidad de carga), la disminución del alargamiento, el aumento de la densidad y la generación de calor dinámico, y el aumento de la resistencia ambiental.
5 、 Aplicación de TPU
Como un excelente elastómero, TPU tiene una amplia gama de instrucciones de productos aguas abajo y se usa ampliamente en necesidades diarias, artículos deportivos, juguetes, materiales decorativos y otros campos.
Materia para zapatos
La TPU se usa principalmente para materiales de zapatos debido a su excelente elasticidad y resistencia al desgaste. Los productos de calzado que contienen TPU son mucho más cómodos de usar que los productos de calzado regulares, por lo que se usan más ampliamente en productos de calzado de alta gama, especialmente algunos zapatos deportivos y zapatos informales.
manguera
Debido a su suavidad, buena resistencia a la tracción, resistencia al impacto y resistencia a temperaturas altas y bajas, las mangueras de TPU se usan ampliamente en China como mangueras de gas y aceite para equipos mecánicos como aviones, tanques, automóviles, motocicletas y máquinas herramientas.
cable
La TPU proporciona resistencia a la rotura, resistencia al desgaste y características de flexión, siendo la clave de alta y baja resistencia a la temperatura la clave para el rendimiento del cable. Entonces, en el mercado chino, los cables avanzados, como los cables de control y los cables de energía, utilizan TPU para proteger los materiales de recubrimiento de los diseños de cable complejos, y sus aplicaciones están cada vez más extendidas.
Dispositivos médicos
La TPU es un material sustituto de PVC seguro, estable y de alta calidad, que no contendrá ftalato y otras sustancias dañinas químicas, y migrará a la sangre u otros líquidos en el catéter médico o la bolsa médica para causar efectos secundarios. También es una TPU de grado de extrusión especialmente desarrollado y de grado de inyección.
película
La película TPU es una película delgada hecha de material granular de TPU a través de procesos especiales como rodar, fundición, soplado y recubrimiento. Debido a su alta resistencia, resistencia al desgaste, buena elasticidad y resistencia a la intemperie, las películas de TPU se usan ampliamente en industrias, materiales de zapatos, ajuste de ropa, automotriz, químico, electrónico, médico y otros campos.
Tiempo de publicación: febrero-05-2020