'S e elastomer teirmeaplastaig polyurethane a th' ann an TPU, a tha na cho-phoilimear bloc ioma-ìre air a dhèanamh suas de diisocyanates, polyols, agus leudaichean slabhraidh. Mar elastomer àrd-choileanaidh, tha raon farsaing de stiùiridhean toraidh sìos an abhainn aig TPU agus tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an riatanasan làitheil, uidheamachd spòrs, dèideagan, stuthan sgeadachaidh, agus raointean eile, leithid stuthan bhrògan, pìoban, càbaill, innealan meidigeach, msaa.
An-dràsta, am measg nam prìomh luchd-saothrachaidh stuthan amh TPU tha BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua stuthan ùra a, agus mar sin air adhart. Le cruth agus leudachadh comas iomairtean dachaigheil, tha gnìomhachas an TPU an-dràsta gu math farpaiseach. Ach, anns an raon tagraidh àrd-ìre, tha e fhathast an urra ri in-mhalairt, agus tha seo cuideachd na raon anns am feum Sìona adhartasan a choileanadh. Bruidhnidh sinn mu na cothroman margaidh san àm ri teachd airson toraidhean TPU.
1. E-TPU foamadh os-chritigeach
Ann an 2012, leasaich Adidas agus BASF còmhla am brannd bhròg ruith EnergyBoost, a bhios a’ cleachdadh TPU foam (ainm malairt infinergy) mar stuth meadhan-bhonn. Air sgàth cleachdadh polyether TPU le cruas Shore A de 80-85 mar an t-substrate, an taca ri meadhan-bhonn EVA, faodaidh meadhan-bhonn TPU foam deagh leaisteachd agus bogachd a chumail suas ann an àrainneachdan fo 0 ℃, a leasaicheas comhfhurtachd caitheamh agus a tha air aithneachadh gu farsaing sa mhargaidh.
2. Stuth co-dhèanta TPU atharraichte air a neartachadh le snàithleach
Tha deagh sheasamh buaidh aig TPU, ach ann an cuid de thagraidhean, feumar modulas leaghtachd àrd agus stuthan gu math cruaidh. Tha atharrachadh neartachaidh snàithleach glainne na dhòigh cumanta airson modulas leaghtachd stuthan a mheudachadh. Tro atharrachadh, gheibhear stuthan co-dhèanta teirmeaplastaig le mòran bhuannachdan leithid modulas leaghtachd àrd, deagh insulation, strì teas làidir, deagh choileanadh ath-bheothachaidh leaghtachd, deagh sheasamh creimeadh, strì buaidh, co-èifeachd leudachaidh ìosal, agus seasmhachd tomhasach.
Tha BASF air teicneòlas a thoirt a-steach airson TPU neartaichte le fiberglass àrd-mhodal ullachadh le bhith a’ cleachdadh snàithleanan goirid glainne anns a’ phaitinn aca. Chaidh TPU le cruas Shore D de 83 a cho-chur ri chèile le bhith a’ measgachadh polytetrafluoroethylene glycol (PTMEG, Mn = 1000), MDI, agus 1,4-butanediol (BDO) le 1,3-propanediol mar stuthan amh. Chaidh an TPU seo a cho-mheasgachadh le snàithleach glainne ann an co-mheas mais de 52:48 gus stuth co-dhèanta fhaighinn le modulas elastagach de 18.3 GPa agus neart tensile de 244 MPa.
A bharrachd air snàithleach glainne, tha aithisgean ann cuideachd mu thoraidhean a’ cleachdadh TPU co-dhèanta snàithleach gualain, leithid bòrd co-dhèanta snàithleach gualain/TPU Maezio aig Covestro, aig a bheil modúl leaghan suas ri 100GPa agus dùmhlachd nas ìsle na meatailtean.
3. TPU lasair-dhìonach gun halogen
Tha neart àrd, cruas àrd, strì an aghaidh caitheamh sàr-mhath agus feartan eile aig TPU, ga dhèanamh na stuth còmhdach glè fhreagarrach airson uèirichean is càbaill. Ach ann an raointean tagraidh leithid stèiseanan cosgais, tha feum air dìon-teine nas àirde. San fharsaingeachd, tha dà dhòigh ann air coileanadh dìon-teine TPU a leasachadh. Is e aon dhiubh atharrachadh dìon-teine ath-ghnìomhach, a tha a’ toirt a-steach stuthan dìon-teine leithid polyols no isocyanates anns a bheil fosfar, naitridean, agus eileamaidean eile a thoirt a-steach do cho-chur TPU tro cheangal ceimigeach; is e an dàrna fear atharrachadh dìon-teine cur-ris, a tha a’ toirt a-steach a bhith a’ cleachdadh TPU mar an t-substrate agus a’ cur dìon-teine ris airson measgachadh leaghaidh.
Faodaidh atharrachadh ath-ghnìomhach structar TPU atharrachadh, ach nuair a bhios an ìre de lasair-dhìonach a bharrachd mòr, bidh neart TPU a’ lùghdachadh, bidh coileanadh a’ ghiullachd a’ crìonadh, agus chan urrainnear an ìre lasair-dhìonach a tha a dhìth a choileanadh le bhith a’ cur beagan ris. An-dràsta, chan eil toradh lasair-dhìonach àrd ri fhaighinn gu malairteach a choinnicheas ri iarrtas stèiseanan cosgais.
Aon uair, thug Bayer MaterialScience (a-nis Kostron) a-steach polyol organach anns a bheil fosfar (IHPO) stèidhichte air fosfìn ocsaid ann am peutant. Tha an polyether TPU air a cho-chur bho IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, agus BDO a’ nochdadh lasair-dhìonach agus feartan meacanaigeach sàr-mhath. Tha am pròiseas eas-tharraing rèidh, agus tha uachdar an toraidh rèidh.
’S e cur stuthan-dìon lasair gun halogen ris an dòigh theicnigeach as cumanta a thathas a’ cleachdadh an-dràsta airson TPU dìon-lasair gun halogen ullachadh. San fharsaingeachd, bidh stuthan-dìon lasair stèidhichte air fosfar, naitridean, silicon, no boron air an cur ri chèile no bidh hiodrocsaidean meatailt air an cleachdadh mar stuthan-dìon lasair. Air sgàth cho lasanta ’s a tha TPU, bidh feum air barrachd air 30% de stuth-dìon lasair gus sreath seasmhach dìon-lasair a chruthachadh rè losgadh. Ach, nuair a bhios an ìre de stuth-dìon lasair a thèid a chur ris mòr, bidh an stuth-dìon lasair air a sgaoileadh gu neo-chothromach anns an t-substrate TPU, agus chan eil feartan meacanaigeach an TPU dìon-lasair air leth freagarrach, a chuireas casg air a chleachdadh agus a bhrosnachadh ann an raointean leithid pìoban, filmichean, agus càbaill.
Tha peutant BASF a’ toirt a-steach teicneòlas TPU lasair-dhìonach, a bhios a’ measgachadh polyphosphate melamine agus toraidh de dh’aigéad fosfinic anns a bheil fosfar mar lasair-dhìonach le TPU le cuideam moileciuil cuibheasach nas motha na 150kDa. Chaidh a lorg gun deach coileanadh an lasair-dhìonach a leasachadh gu mòr agus neart tensile àrd ga choileanadh.
Gus neart teannachaidh an stuth a leasachadh tuilleadh, tha peutant BASF a’ toirt a-steach dòigh airson prìomh-bhaidse àidseant ceangail-croise ullachadh anns a bheil isocyanates. Faodaidh cur 2% den t-seòrsa seo de phrìomh-bhaidse ri co-dhèanamh a choinnicheas ri riatanasan lasair-dhìonach UL94V-0 neart teannachaidh an stuth a mheudachadh bho 35MPa gu 40MPa fhad ‘s a tha coileanadh lasair-dhìonach V-0 ga chumail suas.
Gus an aghaidh a bhith a’ fàs nas sine le teas TPU lasair-dhìonach a leasachadh, tha patent aigCompanaidh Stuthan Ùra Linghuacuideachd a’ toirt a-steach dòigh airson hydroxides meatailt còmhdaichte air an uachdar a chleachdadh mar lasair-dhìonach. Gus an aghaidh hydrolysis de TPU lasair-dhìonach a leasachadh,Companaidh Stuthan Ùra Linghuathug iad a-steach carbonat meatailt stèidhichte air cur-ris lasair-dìonach melamine ann an tagradh peutant eile.
4. TPU airson film dìon peant chàraichean
’S e film dìon a th’ ann am film dìon peant càr a bhios a’ dealachadh uachdar a’ pheant bhon adhar às dèidh a stàladh, a’ cur casg air uisge searbhagach, oxidation, sgrìoban, agus a’ toirt dìon maireannach don uachdar peant. ’S e a phrìomh obair uachdar peant a’ chàir a dhìon às dèidh a stàladh. Mar as trice tha trì sreathan anns an fhilm dìon peant, le còmhdach fèin-slànachaidh air an uachdar, film polymer sa mheadhan, agus glaodh acrylic mothachail air cuideam air a’ bhonn. ’S e TPU aon de na prìomh stuthan airson filmichean polymer eadar-mheadhanach ullachadh.
Seo na riatanasan coileanaidh airson TPU a thathas a’ cleachdadh ann am film dìon peant: strì an aghaidh sgrìoban, follaiseachd àrd (tar-chuir solais> 95%), sùbailteachd aig teòthachd ìosal, strì an aghaidh teòthachd àrd, neart tensile> 50MPa, sìneadh> 400%, agus raon cruas Shore A de 87-93; Is e an coileanadh as cudromaiche strì an aghaidh sìde, a tha a’ toirt a-steach strì an aghaidh a bhith a’ fàs nas sine UV, lùghdachadh teirmeach oxidative, agus hydrolysis.
Is e na toraidhean aibidh a th’ ann an-dràsta TPU aliphatic air ullachadh bho dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) agus polycaprolactone diol mar stuthan amh. Bidh TPU cùbhraidh àbhaisteach a’ tionndadh buidhe gu follaiseach às deidh aon latha de rèididheachd UV, agus faodaidh TPU aliphatic a thathas a’ cleachdadh airson film còmhdach chàraichean a cho-èifeachd buidheachaidh a chumail suas gun atharrachaidhean mòra fo na h-aon chumhachan.
Tha coileanadh nas cothromaiche aig Poly (ε – caprolactone) TPU an taca ri polyether agus polyester TPU. Air an aon làimh, faodaidh e strì an aghaidh reubadh sàr-mhath a nochdadh mar a tha aig polyester TPU àbhaisteach, agus air an làimh eile, tha e cuideachd a’ nochdadh coileanadh deformachadh maireannach ìosal teannachaidh agus àrd ath-thionndaidh mar a tha aig polyether TPU, agus mar sin ga chleachdadh gu farsaing sa mhargaidh.
Air sgàth riatanasan eadar-dhealaichte airson èifeachdas cosgais toraidh às dèidh roinneadh a’ mhargaidh, le leasachadh teicneòlas còmhdach uachdar agus comas atharrachaidh foirmle greamachaidh, tha cothrom ann cuideachd gun tèid polyether no polyester àbhaisteach H12MDI aliphatic TPU a chur an sàs ann am filmichean dìon peant san àm ri teachd.
5. TPU stèidhichte air bith-eòlas
Is e an dòigh chumanta airson TPU stèidhichte air bith-eòlas ullachadh monomers no eadar-mheadhanairean stèidhichte air bith-eòlas a thoirt a-steach rè a’ phròiseas poileimearachaidh, leithid isocyanates stèidhichte air bith-eòlas (leithid MDI, PDI), polyols stèidhichte air bith-eòlas, msaa. Nam measg, tha isocyanates stèidhichte air bith-eòlas caran tearc air a’ mhargaidh, agus tha polyols stèidhichte air bith-eòlas nas cumanta.
A thaobh isocyanates bith-stèidhichte, cho tràth ri 2000, tha BASF, Covestro, agus feadhainn eile air tòrr oidhirp a thasgadh ann an rannsachadh PDI, agus chaidh a’ chiad bhaidse de thoraidhean PDI a chuir air a’ mhargaidh ann an 2015-2016. Tha Wanhua Chemical air toraidhean TPU 100% bith-stèidhichte a leasachadh a’ cleachdadh PDI bith-stèidhichte air a dhèanamh bho stover arbhair.
A thaobh poilealan stèidhichte air bith-eòlas, tha e a’ toirt a-steach poileatrafluoroethylene stèidhichte air bith-eòlas (PTMEG), 1,4-butanediol stèidhichte air bith-eòlas (BDO), 1,3-propanediol stèidhichte air bith-eòlas (PDO), poilealan polyester stèidhichte air bith-eòlas, poilealan polyether stèidhichte air bith-eòlas, msaa.
An-dràsta, tha grunn luchd-saothrachaidh TPU air TPU stèidhichte air bith-eòlas a chuir air bhog, agus tha an coileanadh aige co-ionann ri TPU stèidhichte air peitriceimiceachd traidiseanta. Tha am prìomh eadar-dhealachadh eadar na TPUn stèidhichte air bith-eòlas seo anns an ìre de shusbaint stèidhichte air bith-eòlas, sa chumantas eadar 30% agus 40%, le cuid eadhon a’ ruighinn ìrean nas àirde. An coimeas ri TPU stèidhichte air peitriceimiceachd traidiseanta, tha buannachdan aig TPU stèidhichte air bith-eòlas leithid lughdachadh sgaoilidhean gualain, ath-nuadhachadh seasmhach stuthan amh, cinneasachadh uaine, agus glèidhteachas ghoireasan. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, agusLinghua stuthan ùra aair na suaicheantasan TPU bith-stèidhichte aca a chuir air bhog, agus tha lughdachadh gualain agus seasmhachd cuideachd nan stiùiridhean cudromach airson leasachadh TPU san àm ri teachd.
Àm puist: 9 Lùnastal 2024