En 1958, Goodrich Chemical Company (ahora rebautizada como Lubrizol) registró por primera vez la marca TPU Estane.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 a BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. Categoría de TPU
Según la estructura del segmento blando, se puede dividir en tipo poliéster, tipo poliéter y tipo butadieno, que contienen respectivamente un grupo éster, un grupo éter o un grupo buteno.
Según la estructura del segmento duro, se puede dividir en tipo uretano y tipo uretano urea, que se obtienen respectivamente a partir de extensores de cadena de etilenglicol o extensores de cadena de diamina.La clasificación común se divide en tipo poliéster y tipo poliéter.
Según la presencia o ausencia de reticulación, se puede dividir en termoplástico puro y semitermoplástico.
El primero tiene una estructura lineal pura y no tiene enlaces entrecruzados;Este último contiene una pequeña cantidad de enlaces reticulados como el éster del ácido alofánico.
Según el uso de los productos terminados, se pueden dividir en piezas perfiladas (diversos elementos de la máquina), tuberías (fundas, perfiles de barras), películas (láminas, placas delgadas), adhesivos, revestimientos, fibras, etc.
2. Síntesis de TPU
El TPU pertenece al poliuretano en términos de estructura molecular.Entonces, ¿cómo se agregó?
Según los diferentes procesos de síntesis, se divide principalmente en polimerización en masa y polimerización en solución.
En la polimerización en masa, también se puede dividir en método de prepolimerización y método de un solo paso según la presencia o ausencia de reacción previa:
El método de prepolimerización implica hacer reaccionar diisocianato con dioles macromoleculares durante un cierto período de tiempo antes de agregar extensión de cadena para producir TPU;
El método de un solo paso implica mezclar y hacer reaccionar simultáneamente dioles, diisocianatos y extensores de cadena macromoleculares para formar TPU.
La polimerización en 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 de TPU, el peso molecular, el contenido de segmento duro o blando y el estado de agregación de TPU pueden afectar la densidad del TPU, con una densidad de aproximadamente 1,10-1,25, y no existe una diferencia significativa en comparación con otros cauchos y plásticos.
A la misma dureza, la densidad del poliéter tipo TPU es menor que la del poliéster tipo TPU.
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 comúnmente utilizado en la industria del plástico, como mezcla, laminado, extrusión, moldeo por soplado y moldeado;
El procesamiento de soluciones es el proceso de preparar una solución disolviendo partículas en un solvente o polimerizándolas directamente en un solvente y luego recubriéndolas, girándolas, etc.
El producto final elaborado a partir de TPU generalmente no requiere una reacción de vulcanización y reticulación, lo que puede acortar el ciclo de producción y reciclar los materiales de desecho.
4. Rendimiento de TPU
El TPU tiene alto módulo, alta resistencia, alto alargamiento y elasticidad, excelente resistencia al desgaste, resistencia al aceite, resistencia a bajas temperaturas y resistencia al envejecimiento.
La alta resistencia a la tracción, el alto alargamiento y la baja tasa de deformación permanente por compresión a largo plazo son ventajas importantes del TPU.
XiaoU profundizará principalmente en las propiedades mecánicas del 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 alto alargamiento.
El TPU tiene una excelente resistencia a la tracción y alargamiento.A partir de los datos de la figura siguiente, podemos ver que la resistencia a la tracción y el alargamiento del TPU tipo poliéter son mucho mejores que los del plástico y el caucho de cloruro de polivinilo.
Además, el TPU puede cumplir los requisitos de la industria alimentaria con pocos o ningún aditivo añadido durante el procesamiento, lo que también es difícil de lograr para otros materiales como el PVC y el caucho.
La resiliencia es muy sensible a la temperatura.
La resiliencia del 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 entre el trabajo de retracción de la deformación y el trabajo requerido para producir la deformación.Es función del módulo dinámico y de la fricción interna de un cuerpo elástico y es muy sensible a la temperatura.
El rebote disminuye con la disminución de la temperatura hasta cierta temperatura, y la elasticidad vuelve a aumentar rápidamente.Esta temperatura es la temperatura de cristalización del segmento blando, que está determinada por la estructura del diol macromolecular.El TPU tipo poliéter es más bajo que el TPU tipo poliéster.A temperaturas inferiores a la temperatura de cristalización, el elastómero se vuelve muy duro y pierde su elasticidad.Por tanto, la resiliencia es similar a un rebote desde la superficie de un metal duro.
El rango de dureza es Shore A60-D80.
La dureza es un indicador de la capacidad de un material para resistir deformaciones, rayaduras y rayones.
La dureza del TPU generalmente se mide utilizando probadores de dureza Shore A y Shore D, donde se usa Shore A para TPU más blandos y Shore D para TPU más duros.
La dureza del TPU se puede ajustar ajustando la proporción de segmentos de cadena duros y blandos.Por lo tanto, el TPU tiene un rango de dureza relativamente amplio, que va desde Shore A60-D80, abarcando 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 del TPU pueden cambiar.Por ejemplo, aumentar la dureza del TPU dará como resultado cambios de rendimiento como un mayor módulo de tracción y resistencia al desgarro, mayor rigidez y tensión de compresión (capacidad de carga), menor elongación, mayor densidad y generación dinámica de calor, y mayor resistencia ambiental.
5. Aplicación de TPU
Como elastómero excelente, el TPU tiene una amplia gama de direcciones de productos posteriores y se usa ampliamente en artículos de primera necesidad, artículos deportivos, juguetes, materiales decorativos y otros campos.
Materiales de calzado
El TPU se utiliza principalmente para materiales de calzado 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 normales, por lo que se utilizan más ampliamente en productos de calzado de alta gama, especialmente algunos zapatos deportivos y casuales.
manguera
Debido a su suavidad, buena resistencia a la tracción, resistencia al impacto y resistencia a altas y bajas temperaturas, las mangueras de TPU se utilizan ampliamente en China como mangueras de gas y petróleo para equipos mecánicos como aviones, tanques, automóviles, motocicletas y máquinas herramienta.
cable
El TPU proporciona resistencia al desgarro, resistencia al desgaste y características de flexión, siendo la resistencia a altas y bajas temperaturas la clave para el rendimiento del cable.Por eso, en el mercado chino, los cables avanzados, como los cables de control y los cables de alimentación, utilizan TPU para proteger los materiales de revestimiento de diseños de cables complejos, y sus aplicaciones se están generalizando cada vez más.
Dispositivos médicos
El TPU es un material sustituto del PVC seguro, estable y de alta calidad, que no contendrá ftalatos ni otras sustancias químicas nocivas, y migrará a la sangre u otros líquidos en el catéter médico o la bolsa médica para causar efectos secundarios.También es un TPU de grado de extrusión y grado de inyección especialmente desarrollado.
película
La película de TPU es una película delgada hecha de material granular de TPU mediante procesos especiales como laminado, fundición, soplado y recubrimiento.Debido a su alta resistencia, resistencia al desgaste, buena elasticidad y resistencia a la intemperie, las películas de TPU se utilizan ampliamente en industrias, materiales de calzado, confección de ropa, automoción, química, electrónica, medicina y otros campos.
Hora de publicación: 05-feb-2020