شرح شامل لمواد TPU

في عام 1958 ، سجلت شركة Goodrich Chemical Company (التي أعيدت تسميتها الآن Lubrizol) علامة TPU التجارية Estane لأول مرة. على مدار الأربعين عامًا الماضية ، كان هناك أكثر من 20 اسمًا تجاريًا في جميع أنحاء العالم ، وكل علامة تجارية لديها عدة سلسلة من المنتجات. في الوقت الحاضر ، يشمل مصنعو المواد الخام TPU بشكل أساسي BASF ، Covestro ، Lubrizol ، Huntsman Corporation ، Wanhua Chemical Group ، Shanghai Heng'an ، Ruihua ، Xuchuan Chemical ، إلخ.

1 、 فئة TPU

وفقًا لهيكل القطاع الناعم ، يمكن تقسيمه إلى نوع البوليستر ، ونوع بولي إيثر ، ونوع البوتادين ، والذي يحتوي على مجموعة استر أو مجموعة الأثير على التوالي أو مجموعة بوتن.

وفقًا لهيكل الجزء الثابت ، يمكن تقسيمه إلى نوع يوريتان ونوع اليوريا اليوريا ، والتي يتم الحصول عليها على التوالي من تمديدات سلسلة الجليكول الإيثيلين أو تمديدات سلسلة diamine. ينقسم التصنيف المشترك إلى نوع البوليستر ونوع بولي إيثر.

وفقا لوجود أو عدم وجود ربط متقاطع ، يمكن تقسيمه إلى لدن بالحرارة نقية وشبه الحرارية.

السابق له هيكل خطي نقي ولا توجد روابط متشابكة. يحتوي هذا الأخير على كمية صغيرة من الروابط المتقاطعة مثل استرات حمض الليفاني.

وفقًا لاستخدام المنتجات النهائية ، يمكن تقسيمها إلى أجزاء مرفقة (عناصر آلة مختلفة) ، أنابيب (غلاف ، ملفات تعريف بار) ، أفلام (أوراق ، لوحات رقيقة) ، مواد لاصقة ، طلاء ، ألياف ، إلخ.

2 、 توليف TPU

ينتمي TPU إلى البولي يوريثان من حيث التركيب الجزيئي. لذا ، كيف تجميعها؟

وفقًا لعمليات التوليف المختلفة ، يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى البلمرة السائبة وبلمرة المحلول.

في البلمرة السائبة ، يمكن أيضًا تقسيمه إلى طريقة ما قبل البلمرة وطريقة خطوة واحدة بناءً على وجود أو عدم وجود رد فعل ما قبل:

تتضمن طريقة prepolymerization رد فعل ديزوسيانات مع diols الجزيئية لفترة معينة من الوقت قبل إضافة تمديد سلسلة لإنتاج TPU ؛

تتضمن طريقة خطوة واحدة خلط وتفاعل ديولز الجزيئات الجزيئية في وقت واحد ، و diisocyanates ، وموسعات السلسلة لتشكيل TPU.

يتضمن بلمرة المحلول أولاً إذابة ديزوسيانات في مذيب ، ثم إضافة diols الجزيئية للتفاعل لفترة معينة من الزمن ، وأخيراً إضافة تمديدات سلسلة لتوليد TPU.

يمكن أن يؤثر نوع القطاع الناعم TPU ، والوزن الجزيئي ، ومحتوى القطاع الصلب أو الناعم ، وحالة تجميع TPU على كثافة TPU ، مع كثافة حوالي 1.10-1.25 ، ولا يوجد فرق كبير مقارنة بالمطاطات والبلاستيك الأخرى.

في نفس الصلابة ، تكون كثافة TPU من نوع polyether أقل من وكثافة نوع البوليستر TPU.

3 、 معالجة TPU

تتطلب جزيئات TPU عمليات مختلفة لتشكيل المنتج النهائي ، وذلك بشكل أساسي باستخدام طرق الذوبان والحلول لمعالجة TPU.

تعتبر معالجة الانصهار عملية شائعة الاستخدام في صناعة البلاستيك ، مثل الخلط ، المتداول ، القذف ، صب الضرب ، والصبر ؛

معالجة الحلول هي عملية إعداد محلول عن طريق إذابة الجسيمات في مذيب أو تبلولها مباشرة في مذيب ، ثم الطلاء ، والغزل ، وما إلى ذلك.

لا يتطلب المنتج النهائي المصنوع من TPU عمومًا تفاعلًا متشابكًا في الفلكنة ، والذي يمكن أن يقصر دورة الإنتاج وإعادة تدوير مواد النفايات.

4 、 أداء TPU

TPU لديه معامل عالية ، قوة عالية ، استطالة عالية والمرونة ، مقاومة التآكل الممتازة ، مقاومة الزيت ، مقاومة درجة الحرارة المنخفضة ، ومقاومة الشيخوخة.

تعتبر قوة الشد العالية ، وارتفاع الاستطالة ، وانخفاض معدل التشوه الدائم على المدى الطويل ، كلها مزايا مهمة لـ TPU.

سوف يوضح Xiaou بشكل أساسي الخصائص الميكانيكية لـ TPU من جوانب مثل قوة الشد والاستطالة ، والمرونة ، والصلابة ، إلخ.

قوة شد عالية وارتفاع الاستطالة

TPU لديه قوة شد ممتازة واستطالة. من البيانات الواردة في الشكل أدناه ، يمكننا أن نرى أن قوة الشد واستطالة TPU من نوع polyether أفضل بكثير من تلك الموجودة في بلاستيك كلوريد البولي فينيل والمطاط.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لـ TPU تلبية متطلبات صناعة المواد الغذائية مع إضافات ضئيلة أو معدومة إضافة أثناء المعالجة ، والتي من الصعب أيضًا على مواد أخرى مثل PVC والمطاط لتحقيقها.

المرونة حساسة للغاية لدرجة الحرارة

تشير مرونة TPU إلى الدرجة التي يتعافى بها بسرعة إلى حالتها الأصلية بعد تعزيز إجهاد التشوه ، معبراً عنها كطاقة الاسترداد ، وهي نسبة عمل تراجع التشوه إلى العمل المطلوب لإنتاج تشوه. إنها وظيفة للمعامل الديناميكي والاحتكاك الداخلي لجسم مرن وحساسة للغاية لدرجة الحرارة.

انخفض الارتداد مع انخفاض درجة الحرارة حتى درجة حرارة معينة ، وتزداد المرونة بسرعة مرة أخرى. درجة الحرارة هذه هي درجة حرارة التبلور للجزء الناعم ، والتي يتم تحديدها بواسطة بنية ديول الجزيئات. نوع polyether TPU أقل من نوع البوليستر TPU. في درجات الحرارة التي تقل عن درجة حرارة التبلور ، يصبح المطاط صعبة للغاية ويفقد مرونته. لذلك ، تشبه المرونة انتعاش من سطح المعدن الصلب.

نطاق الصلابة هو الشاطئ A60-D80

الصلابة هي مؤشر على قدرة المادة على مقاومة التشوه والتسجيل والخدش.

عادةً ما يتم قياس صلابة TPU باستخدام مختبري الصلابة الشاطئ A و Shore D ، مع الشاطئ A يستخدم ل tpus أكثر ليونة والشاطئ D المستخدمة في TPUs الصلبة.

يمكن ضبط صلابة TPU عن طريق ضبط نسبة شرائح السلسلة الناعمة والصلابة. لذلك ، تتمتع TPU بمجموعة صلابة واسعة نسبيًا ، تتراوح من الشاطئ A60-D80 ، وتمتد على صلابة المطاط والبلاستيك ، ولها مرونة عالية في جميع أنحاء نطاق الصلابة بأكمله.

مع تغير الصلابة ، قد تتغير بعض خصائص TPU. على سبيل المثال ، ستؤدي زيادة صلابة TPU إلى تغييرات في الأداء مثل زيادة معامل الشد وقوة المسيل للدموع ، وزيادة الصلابة وإجهاد الضغط (سعة الحمل) ، وانخفاض الاستطالة ، وزيادة الكثافة وتوليد الحرارة الديناميكية ، وزيادة المقاومة البيئية.

5 、 تطبيق TPU

بصفته مرنًا ممتازًا ، يحتوي TPU على مجموعة واسعة من اتجاهات المنتجات المصب ويستخدم على نطاق واسع في الضروريات اليومية والسلع الرياضية والألعاب والمواد الزخرفية والمجالات الأخرى.

مواد الأحذية

يستخدم TPU بشكل أساسي لمواد الأحذية بسبب مرونته الممتازة ومقاومة التآكل. تعد منتجات الأحذية التي تحتوي على TPU أكثر راحة لارتداءها من منتجات الأحذية العادية ، لذلك يتم استخدامها على نطاق أوسع في منتجات الأحذية الراقية ، وخاصة بعض الأحذية الرياضية والأحذية غير الرسمية.

خرطوم

نظرًا لنعومةها ، وقوة الشد الجيدة ، وقوة التأثير ، ومقاومة درجات الحرارة العالية والمنخفضة ، تستخدم خراطيم TPU على نطاق واسع في الصين كخراطيم للغاز والزيت للمعدات الميكانيكية مثل الطائرات والخزانات والسيارات والدراجات النارية وأدوات الآلات.

كابل

يوفر TPU مقاومة للدموع ، ومقاومة التآكل ، وخصائص الانحناء ، مع مقاومة درجة الحرارة العالية والمنخفضة هي مفتاح أداء الكابل. لذلك في السوق الصينية ، تستخدم الكابلات المتقدمة مثل كابلات التحكم وكابلات الطاقة TPUs لحماية مواد الطلاء لتصميمات الكابلات المعقدة ، وأصبحت تطبيقاتها واسعة الانتشار بشكل متزايد.

الأجهزة الطبية

TPU هي مادة بديلة آمنة ومستقرة وعالية الجودة ، والتي لن تحتوي على فثالات وغيرها من المواد الضارة الكيميائية ، وسوف تهاجر إلى الدم أو غيرها من السوائل في القسطرة الطبية أو الحقيبة الطبية للتسبب في آثار جانبية. وهو أيضا درجة البثق المتقدمة خصيصا ودرجة الحقن TPU.

فيلم

فيلم TPU عبارة عن فيلم رفيع مصنوع من مواد TPU الحبيبية من خلال عمليات خاصة مثل التدحرج ، والصب ، والهب ، والطلاء. نظرًا لقوتها العالية ، ومقاومة التآكل ، والمرونة الجيدة ، ومقاومة الطقس ، تستخدم أفلام TPU على نطاق واسع في الصناعات ، ومواد الأحذية ، وتركيب الملابس ، والسيارات ، والكيميائية ، والإلكترونية ، والطبية ، وغيرها من المجالات.