TPU materiallarini sintez qilish, qayta ishlash, ishlash va qo'llash

TPU (termoplastik poliuretan)poliuretanning bir turi bo'lib, u isitish orqali plastiklashtiriladi va erituvchilar tomonidan eritiladi. Aralash turi va quyma tipidagi poliuretan bilan solishtirganda, termoplastik poliuretan kimyoviy tuzilishda kimyoviy o'zaro bog'liqlik yo'q yoki kam bo'ladi va uning molekulalari asosan chiziqli, ammo ma'lum miqdorda jismoniy almashinuv mavjud.
Birinchi marta 1958 yilda Schollenberger CS tomonidan taklif qilingan jismoniy almashinuv kontseptsiyasi issiqlik yoki erituvchilar ta'sirida chiziqli poliuretan molekulyar zanjirlar o'rtasida qaytariladigan "bog'lanish nuqtalari" mavjudligini anglatadi. Bu aslida kimyoviy o'zaro bog'liqlik emas. Ammo u kimyoviy o'zaro bog'liqlik vazifasini bajaradi. Ushbu jismoniy o'zaro bog'lanish natijasida poliuretan heterojen morfologik tuzilish nazariyasini hosil qiladi va poliuretanning vodorod bog'lanishi uning morfologiyasini mustahkamlaydi va uni yuqori namlikka chidamli qiladi.

TPU qanday tasniflanadi

Endi biz TPU nima ekanligini bilamiz, uning tasnifi qanday? Turli tasniflash standartlariga ko'ra, TPU turli xil tasniflarga ega bo'lishi mumkin.

Masalan, yumshoq segmentning tuzilishiga ko'ra, uni polyester turiga, polieter turiga va butadien turiga bo'lish mumkin, ular mos ravishda ester guruhi, efir guruhi yoki buten guruhini o'z ichiga oladi. Qattiq segment tuzilishiga ko'ra, u uretan turiga va uretan karbamid turiga bo'linishi mumkin, ular mos ravishda diol zanjiri kengaytirgichlaridan yoki diamin zanjiri kengaytirgichlaridan olinadi. Umumiy bo'linish polyester turiga va polieter turiga bo'linadi.
O'zaro bog'lanishning mavjudligi yoki yo'qligi bo'yicha uni sof termoplastik va yarim termoplastiklarga bo'lish mumkin. Birinchisi o'zaro bog'liqliksiz sof chiziqli strukturadir; ikkinchisi oz miqdorda allofanat va boshqa o'zaro bog'liqliklarni o'z ichiga oladi. Tayyor mahsulotlardan foydalanishga ko'ra, uni maxsus shakldagi qismlarga (turli xil mexanik qismlarga), quvurlarga (g'iloflar, novda profillari), plyonkalar (choyshablar, choyshablar), yopishtiruvchi moddalar, qoplamalar va tolalarga bo'lish mumkin.

TPU qanday sintezlanadi

TPU ning ko'plab tasniflari mavjud bo'lsa-da, ularning barchasi molekulyar tuzilish jihatidan poliuretanga tegishli. Xo'sh, u qanday qilib birlashdi? Turli sintez jarayonlariga ko'ra, u asosan ommaviy polimerizatsiya va eritma polimerizatsiyasiga bo'linadi.

Ommaviy polimerizatsiyada, oldindan reaktsiya mavjudligiga qarab, uni oldindan polimerizatsiya usuli va bir bosqichli usulga bo'lish mumkin: polimerizatsiyadan oldingi usul diizosiyanatni ma'lum vaqt davomida makromolekulyar diol bilan reaksiyaga kiritish va keyin zanjir kengaytmasini qo'shishdir. TPU ishlab chiqarish; Molekulyar diollar, diizoesterlar va zanjir kengaytirgichlar bir vaqtning o'zida aralashtiriladi va TPU hosil qilish uchun reaksiyaga kirishadi.
Eritma polimerizatsiyasi birinchi navbatda diizosiyanatni erituvchida eritib, so'ngra ma'lum vaqt davomida reaksiyaga kirishish uchun makromolekulyar diolni qo'shish va nihoyat TPU hosil qilish uchun zanjir kengaytirgichni qo'shishdir.
Yumshoq segmentning turi, molekulyar og'irligi, qattiq segment yoki yumshoq segment tarkibi va TPU ning TPU agregatsiya holati TPU zichligiga ta'sir qiladi. Zichlik 1.10 dan 1.25 gacha, bu boshqa kauchuk va plastmassalardan sezilarli darajada farq qilmaydi. Xuddi shu qattiqlikda, polieter TPU zichligi polyester TPUdan past.

TPU qanday qayta ishlanadi

Tayyor mahsulotlarni tayyorlash uchun TPU qatroni qayta ishlanishi kerak va TPU asosan eritish usuli va eritma usuli bilan qayta ishlanadi. Uning molekulyar tuzilishi difenilmetan diizosiyanat (MDI) yoki toluen diizosiyanat (TDI) ni zanjir kengaytiruvchisi va diizosiyanat, masalan, difenilmetan diizosiyanat (MDI) yoki toluen diizosiyanat (TDI) polimolekkulyar shaklga va makromoleaktga reaksiyaga kirishishi natijasida olingan qattiq blokdir. segmentlar navbatma-navbat.

Eritmani qayta ishlash plastmassa sanoatida keng qo'llaniladigan jarayondir: aralashtirish, kalendarlash, ekstruziya, puflash va qoliplash (jumladan, in'ektsiya, siqish, uzatish va santrifüjlash va hokazo. eritma tayyorlash, qoplama, yigiruv va boshqalar bajariladi.
TPU yakuniy mahsulotga aylantiriladi, bu odatda vulkanizatsiya va o'zaro bog'lanish reaktsiyasini talab qilmaydi, bu ishlab chiqarish aylanishini qisqartirishi mumkin va chiqindi materiallar qayta ishlanishi va qayta ishlatilishi mumkin.

TPU ishlashi

Quyma poliuretan (suyuqlik) va poliuretan (qattiq) aralashtirish kabi TPU yuqori modulli, yuqori quvvatli, yuqori cho'zilish va yuqori elastiklik, mukammal aşınma qarshilik, yog 'qarshilik, past harorat qarshilik va qarish qarshilik bor. Ular orasida yuqori kuchlanish kuchi, yuqori cho'zilish va past uzoq muddatli siqish to'plami TPU ning muhim afzalliklari hisoblanadi.

1. Yuqori kuchlanish kuchi va yuqori cho'zilish
TPU mukammal kuchlanish va cho'zilish kuchiga ega. Quyidagi rasmdagi ma'lumotlardan biz polieter TPU ning kuchlanish kuchi va cho'zilishi polivinilxlorid plastmassa va kauchuknikiga qaraganda ancha yaxshi ekanligini ko'rishimiz mumkin.

Bundan tashqari, TPU PVX va kauchuk kabi boshqa materiallar uchun qiyin bo'lgan ishlov berish jarayonida bir nechta qo'shimchalarni qo'shmasdan yoki qo'shmasdan oziq-ovqat sanoati talablariga javob berishi mumkin.

2. Chidamlilik haroratga juda sezgir
TPU ning chidamliligi deformatsiya kuchlanishi chiqarilgandan so'ng uning dastlabki shakliga tez tiklanish darajasini bildiradi, bu tiklanish energiyasi bilan ifodalanadi, ya'ni deformatsiyani qaytarish ishining deformatsiya uchun zarur bo'lgan ishga nisbati. Bu elastomerning dinamik moduli va ichki ishqalanish funktsiyasidir va haroratga juda sezgir.

Qaytish haroratning pasayishi bilan kamayadi, ma'lum bir haroratga qadar elastiklik yana tez oshadi. Bu harorat makromolekulyar diolning tuzilishiga bog'liq bo'lgan yumshoq segmentning kristallanish harorati va polieter TPU polyester TPUdan pastroqdir. Kristallanish haroratidan past haroratlarda elastomer juda qattiq bo'ladi va egiluvchanligini yo'qotadi, shuning uchun rebound qattiq metall yuzadan orqaga qaytishga o'xshaydi.

3. Qattiqlik diapazoni Shore A60~D80
Qattiqlik - bu materialning deformatsiyaga, tirnash xususiyati va tirnalishga qarshi turish qobiliyatining ko'rsatkichidir.
TPU'nun qattiqligi yumshoq va qattiq zanjir segmentlarining nisbatlarini sozlash orqali sozlanishi mumkin. Shuning uchun TPU nisbatan keng qattiqlik diapazoniga ega. Uning qattiqligi Shore A60 dan D80 gacha, kauchuk va plastmassaning qattiqligini qamrab oladi va butun qattiqlik oralig'ida keng qattiqlik diapazoniga ega. Yuqori elastiklik.
Qattiqligining o'zgarishi bilan TPU ning ba'zi xususiyatlari o'zgaradi. Misol uchun, agar TPU qattiqligi oshirilsa, kuchlanish moduli va yirtiq kuchi ortishi, qattiqlik va bosim kuchlanishining oshishi (yuk ko'tarish qobiliyati), cho'zilishning pasayishi, zichlik va dinamik issiqlik hosil bo'lishi va atrof-muhitga chidamliligi oshishi kabi ishlash o'zgarishlari bo'ladi.

TPU ni qo'llash sohasi

TPU birinchi marta 1958 yilda Amerikaning Gudrich Chemical Company (hozirgi Lubrizol) tomonidan muvaffaqiyatli tijoratlashtirilgan va shu vaqtdan beri butun dunyo bo'ylab tadqiq qilingan va kengaytirilgan. Hozirgi vaqtda TPU xomashyo ishlab chiqaruvchilari asosan BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical va boshqalarni o'z ichiga oladi.
Ajoyib ishlashga ega elastomer sifatida TPU quyi oqim mahsulotlarining keng assortimentiga ega va kundalik ehtiyojlar, sport buyumlari, o'yinchoqlar, bezak materiallari va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Mana bir nechta misollar.
1. Poyafzal materiali
TPU, asosan, mukammal elastikligi va aşınmaya bardoshliligi tufayli poyabzal materiallarida qo'llaniladi. TPU o'z ichiga olgan poyafzal mahsulotlari oddiy poyabzal mahsulotlariga qaraganda kiyish qulayligidan ancha ustundir, shuning uchun ular yuqori sifatli poyabzal mahsulotlarida, ayniqsa ba'zi sport poyafzallari va kundalik poyabzallarda keng qo'llaniladi.


2. Shlangi
TPU shlangi yumshoqlik, yaxshi tortishish kuchi, zarba kuchi va yuqori va past harorat qarshiligiga ega bo'lganligi sababli, TPU shlangi Xitoyda samolyotlar, tanklar, avtomobillar, mototsikllar, dastgohlar va boshqa mexanik uskunalar shlanglarini gaz va neft tashish uchun keng qo'llaniladi.



3. Kabel
TPU yirtiqqa chidamlilik, aşınma qarshilik va bükme xususiyatlarini ta'minlaydi va yuqori va past harorat qarshiligi kabelning ishlashi uchun kalit hisoblanadi. Shu sababli, Xitoy bozorida boshqaruv kabellari va quvvat kabellari kabi yuqori sifatli kabellar uchun TPU murakkab dizayndagi kabellarning qoplama materiallarini himoya qilish uchun ishlatiladi va undan foydalanish tobora kengayib bormoqda.



4. Tibbiy uskunalar
TPU PVXga xavfsiz, barqaror va yuqori sifatli muqobildir. U ftalat kabi zararli kimyoviy moddalarni o'z ichiga olmaydi va yon ta'sirga olib keladigan tibbiy kateterlar yoki tibbiy sumkalardagi qon yoki boshqa suyuqliklarga o'tadi. Mavjud PVX uskunasida ozgina sozlash bilan ekstruziya darajasi va in'ektsiya darajasi TPU osonlikcha ishlatilishi mumkin.