Năm 1958, Công ty Hóa chất Goodrich (nay đổi tên thành Lubrizol) đã đăng ký thương hiệu TPU Estane lần đầu tiên. Trong 40 năm qua, đã có hơn 20 tên thương hiệu trên toàn thế giới và mỗi thương hiệu có một số loạt sản phẩm. Hiện tại, các nhà sản xuất nguyên liệu TPU chủ yếu bao gồm BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, v.v.
1、 Thể loại TPU
Theo cấu trúc phân đoạn mềm, có thể chia thành loại polyester, loại polyether và loại butadien, tương ứng chứa nhóm este, nhóm ete hoặc nhóm buten.
Theo cấu trúc đoạn cứng, có thể chia thành loại urethane và loại urethane urê, lần lượt thu được từ chất kéo dài chuỗi ethylene glycol hoặc chất kéo dài chuỗi diamine. Phân loại chung được chia thành loại polyester và loại polyether.
Theo sự có hay không có liên kết ngang, có thể chia thành nhiệt dẻo nguyên chất và bán nhiệt dẻo.
Loại trước có cấu trúc tuyến tính thuần túy và không có liên kết chéo; loại sau chứa một lượng nhỏ liên kết chéo như este axit allophanic.
Theo mục đích sử dụng của sản phẩm hoàn thiện, chúng có thể được chia thành các bộ phận định hình (các bộ phận máy khác nhau), ống (vỏ, thanh định hình), màng (tấm, tấm mỏng), chất kết dính, lớp phủ, sợi, v.v.
2、 Tổng hợp TPU
TPU thuộc về polyurethane về mặt cấu trúc phân tử. Vậy, nó kết tụ như thế nào?
Theo các quá trình tổng hợp khác nhau, chủ yếu được chia thành trùng hợp khối và trùng hợp dung dịch.
Trong phản ứng trùng hợp khối, cũng có thể chia thành phương pháp trùng hợp trước và phương pháp một bước dựa trên sự có mặt hoặc không có mặt của phản ứng trước:
Phương pháp tiền trùng hợp bao gồm phản ứng giữa diisocyanate với các diol đại phân tử trong một khoảng thời gian nhất định trước khi thêm phần mở rộng chuỗi để tạo thành TPU;
Phương pháp một bước bao gồm việc trộn và phản ứng đồng thời các diol đại phân tử, diisocyanate và chất kéo dài chuỗi để tạo thành TPU.
Quá trình trùng hợp dung dịch bao gồm đầu tiên hòa tan diisocyanate trong dung môi, sau đó thêm các diol đại phân tử để phản ứng trong một khoảng thời gian nhất định và cuối cùng thêm chất kéo dài chuỗi để tạo thành TPU.
Loại phân đoạn mềm TPU, trọng lượng phân tử, hàm lượng phân đoạn cứng hay mềm và trạng thái kết tụ TPU có thể ảnh hưởng đến mật độ của TPU, mật độ khoảng 1,10-1,25 và không có sự khác biệt đáng kể so với các loại cao su và nhựa khác.
Ở cùng độ cứng, mật độ của loại TPU polyether thấp hơn loại TPU polyester.
3、 Gia công TPU
Các hạt TPU cần trải qua nhiều quy trình khác nhau để tạo thành sản phẩm cuối cùng, chủ yếu sử dụng phương pháp nấu chảy và phương pháp hòa tan để xử lý TPU.
Quá trình nóng chảy là một quá trình thường được sử dụng trong ngành công nghiệp nhựa, chẳng hạn như trộn, cán, đùn, thổi khuôn và đúc khuôn;
Xử lý dung dịch là quá trình chuẩn bị dung dịch bằng cách hòa tan các hạt trong dung môi hoặc trực tiếp trùng hợp chúng trong dung môi, sau đó phủ, kéo sợi, v.v.
Sản phẩm cuối cùng làm từ TPU thường không cần phản ứng liên kết ngang lưu hóa, có thể rút ngắn chu kỳ sản xuất và tái chế vật liệu thải.
4、 Hiệu suất của TPU
TPU có độ đàn hồi và độ bền cao, khả năng chống mài mòn, chống dầu, chịu nhiệt độ thấp và chống lão hóa tuyệt vời.
Độ bền kéo cao, độ giãn dài cao và tỷ lệ biến dạng nén vĩnh viễn thấp trong thời gian dài đều là những ưu điểm đáng kể của TPU.
XiaoU sẽ chủ yếu trình bày chi tiết về các tính chất cơ học của TPU từ các khía cạnh như độ bền kéo và độ giãn dài, khả năng phục hồi, độ cứng, v.v.
Độ bền kéo cao và độ giãn dài cao
TPU có độ bền kéo và độ giãn dài tuyệt vời. Từ dữ liệu trong hình dưới đây, chúng ta có thể thấy rằng độ bền kéo và độ giãn dài của TPU loại polyether tốt hơn nhiều so với nhựa polyvinyl clorua và cao su.
Ngoài ra, TPU có thể đáp ứng các yêu cầu của ngành công nghiệp thực phẩm với ít hoặc không có chất phụ gia được thêm vào trong quá trình chế biến, điều mà các vật liệu khác như PVC và cao su cũng khó có thể đạt được.
Khả năng phục hồi rất nhạy cảm với nhiệt độ
Độ đàn hồi của TPU là mức độ mà nó nhanh chóng phục hồi về trạng thái ban đầu sau khi ứng suất biến dạng được giải phóng, được biểu thị bằng năng lượng phục hồi, là tỷ lệ giữa công co rút biến dạng và công cần thiết để tạo ra biến dạng. Nó là một hàm của mô đun động và ma sát bên trong của vật thể đàn hồi và rất nhạy cảm với nhiệt độ.
Độ nảy giảm khi nhiệt độ giảm cho đến một nhiệt độ nhất định, và độ đàn hồi tăng nhanh trở lại. Nhiệt độ này là nhiệt độ kết tinh của đoạn mềm, được xác định bởi cấu trúc của diol đại phân tử. TPU loại polyether thấp hơn TPU loại polyester. Ở nhiệt độ dưới nhiệt độ kết tinh, chất đàn hồi trở nên rất cứng và mất độ đàn hồi. Do đó, độ đàn hồi tương tự như sự nảy từ bề mặt của kim loại cứng.
Phạm vi độ cứng là Shore A60-D80
Độ cứng là chỉ số cho biết khả năng chống biến dạng, trầy xước và nứt vỡ của vật liệu.
Độ cứng của TPU thường được đo bằng máy kiểm tra độ cứng Shore A và Shore D, trong đó Shore A được sử dụng cho TPU mềm hơn và Shore D được sử dụng cho TPU cứng hơn.
Độ cứng của TPU có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tỷ lệ các đoạn chuỗi mềm và cứng. Do đó, TPU có phạm vi độ cứng tương đối rộng, từ Shore A60-D80, trải dài trên độ cứng của cao su và nhựa, và có độ đàn hồi cao trong toàn bộ phạm vi độ cứng.
Khi độ cứng thay đổi, một số tính chất của TPU có thể thay đổi. Ví dụ, tăng độ cứng của TPU sẽ dẫn đến những thay đổi về hiệu suất như tăng mô đun kéo và độ bền xé, tăng độ cứng và ứng suất nén (khả năng chịu tải), giảm độ giãn dài, tăng mật độ và sinh nhiệt động, và tăng khả năng chống chịu môi trường.
5、 Ứng dụng của TPU
Là một chất đàn hồi tuyệt vời, TPU có nhiều hướng sản phẩm hạ nguồn khác nhau và được sử dụng rộng rãi trong các nhu yếu phẩm hàng ngày, đồ thể thao, đồ chơi, vật liệu trang trí và các lĩnh vực khác.
Vật liệu giày
TPU chủ yếu được sử dụng làm vật liệu giày dép do có độ đàn hồi và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Các sản phẩm giày dép có chứa TPU thoải mái hơn nhiều so với các sản phẩm giày dép thông thường, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi hơn trong các sản phẩm giày dép cao cấp, đặc biệt là một số giày thể thao và giày thường ngày.
vòi nước
Do mềm mại, chịu được độ bền kéo tốt, chịu được va đập và chịu được nhiệt độ cao và thấp, ống TPU được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc làm ống dẫn khí và dầu cho các thiết bị cơ khí như máy bay, xe tăng, ô tô, xe máy và máy công cụ.
cáp
TPU cung cấp khả năng chống rách, chống mài mòn và uốn cong, với khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp là chìa khóa cho hiệu suất của cáp. Vì vậy, tại thị trường Trung Quốc, các loại cáp tiên tiến như cáp điều khiển và cáp nguồn sử dụng TPU để bảo vệ vật liệu phủ của các thiết kế cáp phức tạp và các ứng dụng của chúng ngày càng trở nên phổ biến.
Thiết bị y tế
TPU là vật liệu thay thế PVC an toàn, ổn định và chất lượng cao, không chứa Phthalate và các chất hóa học có hại khác, và sẽ di chuyển vào máu hoặc các chất lỏng khác trong ống thông y tế hoặc túi y tế để gây ra tác dụng phụ. Đây cũng là loại TPU cấp đùn và cấp tiêm được phát triển đặc biệt.
phim ảnh
Màng TPU là màng mỏng được làm từ vật liệu dạng hạt TPU thông qua các quy trình đặc biệt như cán, đúc, thổi và phủ. Do có độ bền cao, chống mài mòn, độ đàn hồi tốt và khả năng chống chịu thời tiết, màng TPU được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, vật liệu giày dép, may mặc, ô tô, hóa chất, điện tử, y tế và các lĩnh vực khác.
Thời gian đăng: 05-02-2020