ما هو البولي يوريثان المرنة الحرارية؟

ما هو البولي يوريثان المرنة الحرارية؟

Polyurethane polyurethane هو مجموعة متنوعة من المواد الاصطناعية للبولي يوريثان (تشير أنواع أخرى المرنة ، المختصرة كوحدة المعالجة المركزية ، واللوستوميرات البولي يوريثان المختلطة ، مختصرة باسم MPU).

TPU هو نوع من اللطخ البولي يوريثان الذي يمكن تلوينه عن طريق التدفئة وذوبان بالمذيب. بالمقارنة مع وحدة المعالجة المركزية و MPU ، فإن TPU لديها الربط الكيميائي القليل أو المعدوم في بنيةها الكيميائية. سلسلتها الجزيئية خطية بشكل أساسي ، ولكن هناك كمية معينة من الارتباط المادي. هذا هو اللدائن البولي يوريثان بالحرارة التي هي مميزة للغاية في الهيكل.

هيكل وتصنيف TPU

البولي يوريثان البولي يوريثان الحراري هو البوليمر الخطي (AB). يمثل A بوليول بوليمر (استر أو بولي إيثر ، وزن جزيئي يبلغ 1000 ~ 6000) مع وزن جزيئي مرتفع ، يسمى السلسلة الطويلة ؛ يمثل B ديول يحتوي على ذرات الكربون المستقيمة 2-12 ، تسمى سلسلة قصيرة.

في بنية اللدائن البولي يوريثان بالحرارة ، يسمى الجزء A الجزء الناعم ، والذي يحتوي على خصائص المرونة والنعومة ، مما يجعل TPU يتمتع بامتداد ؛ تسمى سلسلة يوريتان الناتجة عن التفاعل بين الجزء B والإيزوسيانات الجزء الصلب ، الذي له خصائص صلبة وصعبة. من خلال ضبط نسبة شرائح A و B ، يتم إجراء منتجات TPU ذات الخصائص المادية والميكانيكية المختلفة.

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.

ما هي المواد الخام لتوليف TPU؟

(1) بوليمر ديول

يلعب ديول الجزيئات الجزيئية ذات الوزن الجزيئي الذي يتراوح من 500 إلى 4000 مجموعة ، مع محتوى يتراوح من 50 ٪ إلى 80 ٪ في مرن TPU ، دورًا حاسمًا في الخواص الفيزيائية والكيميائية لـ TPU.

يمكن تقسيم البوليمرات المناسبة لـ TPU Elastomer إلى البوليستر والبوليستر: يشمل البوليستر بوليستر غليكول حمض البولي تترامي ميثلين (PBA) ε PCL ، PHC ؛ تشمل البولي إيثيثون غليكول البوليوكسي بروبيلين (PPG) ، رباعي هيدروفوران بولي إيلثول (PTMG) ، إلخ.

(2) ديزوسيانات

الوزن الجزيئي صغير ولكن الوظيفة رائعة ، والتي لا تلعب فقط دور توصيل الجزء الناعم والجزء الصلب ، ولكن يمنح أيضًا TPU مع خصائص مادية وميكانيكية جيدة مختلفة. ديزوسيانيات المطبق على TPU هي: الميثيلين ثنائي فينيل ديزوسيانيت (MDI) ، الميثيلين مكرر (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI) ، phenyldiisocyanate (ppdi) ، 1،5-namthalene diisocyanate ، p-phenmant. (PXDI) ، إلخ.

(3) سلسلة موسع

إن موسع السلسلة ذو الوزن الجزيئي يتراوح بين 100 ~ 350 ، ينتمي إلى ديول جزيئي صغير ، وزن جزيئي صغير ، بنية سلسلة مفتوحة ولا توجد مجموعة بديلة مفضية للحصول على صلابة عالية ووزن عالي من TPU. تشمل تمديدات السلسلة المناسبة لـ TPU 1،4-butanediol (BDO) ، 1،4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene (HQEE) ، 1،4-cyclohexanedimethanol (CHDM) ، p-phenyldimethylglycol (pxg) ، إلخ.

تطبيق تعديل TPU كعامل تشديد

من أجل تقليل تكاليف المنتج والحصول على أداء إضافي ، يمكن استخدام المرنة المرنة بالحرارة البولي يوريثان كعوامل تشديد شائعة الاستخدام لتشديد المواد المطاطية الحرارية والمعدلة المختلفة.

نظرًا لقياسها العالي ، يمكن أن يكون البولي يوريثان متوافقًا مع الراتنجات القطبية أو المطاط ، مثل البولي إيثيلين المكلور (CPE) ، والتي يمكن استخدامها لصنع المنتجات الطبية ؛ المزج مع ABS يمكن أن يحل محل البلاستيك الحراري الهندسي للاستخدام ؛ عند استخدامه مع البولي كربونات (PC) ، فإنه يحتوي على خصائص مثل مقاومة الزيت ، ومقاومة الوقود ، ومقاومة التأثير ، ويمكن استخدامها لصنع أجسام السيارات ؛ عند دمجها مع البوليستر ، يمكن تحسين صلابة ذلك ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون متوافقًا جيدًا مع PVC أو polyoxymethylene أو PVDC ؛ يمكن أن يكون البوليستر البولي يوريثان متوافقًا جيدًا مع 15 ٪ من المطاط النتريل أو 40 ٪ من النتريل المطاط/مزيج PVC ؛ يمكن أن يكون بولي يوريثان أيضًا متوافقًا جيدًا مع مادة لاصق كلوريد النتريل بنسبة 40 ٪ من النتريل/البولي فينيل ؛ يمكن أيضًا أن تكون متوافقة مع COPOLYMERS Acrylonitrile Styrene (SAN) ؛ يمكن أن تشكل هياكل الشبكة المتداخلة (IPN) مع polysiloxanes التفاعلية. الغالبية العظمى من المواد اللاصقة المذكورة أعلاه تم إنتاجها رسميا.

في السنوات الأخيرة ، كان هناك بحث متزايد حول تشديد POM من قبل TPU في الصين. إن مزج TPU و POM لا يحسن فقط المقاومة ذات درجة الحرارة العالية والخصائص الميكانيكية لـ TPU ، ولكن أيضًا يشدد بشكل كبير POM. أظهر بعض الباحثين أنه في اختبارات الكسر الشد ، مقارنةً بمصفوفة POM ، انتقلت سبيكة POM مع TPU من كسر هش إلى كسر الدكتايل. إضافة TPU أيضا يمنح POM مع أداء ذاكرة الشكل. تعمل المنطقة البلورية لـ POM كمرحلة ثابتة لسبائك ذاكرة الشكل ، في حين أن المنطقة غير المتبلورة من TPU غير المتبلورة و POM تعمل كمرحلة عكسية. عندما تكون درجة حرارة استجابة الاسترداد 165 ℃ ووقت الاسترداد 120 ثانية ، يصل معدل استرداد السبائك إلى أكثر من 95 ٪ ، وتأثير الاسترداد هو الأفضل.

من الصعب أن تكون TPU متوافقة مع مواد البوليمر غير القطبية مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين ومطاط البروبيلين الإيثيلين ومطاط البوتادين ومطاط الأيزوبرين أو مسحوق مطاط النفايات ، ولا يمكن استخدامها لإنتاج مركبات بأداء جيد. لذلك ، غالباً ما تستخدم طرق المعالجة السطحية مثل البلازما والكثير أو الكيمياء الرطبة أو التمهيدي أو اللهب أو الغاز التفاعلي لهذا الأخير. على سبيل المثال ، نفذت شركة American Air Products and Chemicals Company معالجة سطح الغاز النشط F2/O2 على مسحوق البولي إيثيلين ذو الوزن الجزيئي العالي للغاية مع الوزن الجزيئي من 3 إلى 5 ملايين ، وأضفته إلى المطاطية البولي يوريثان بنسبة 10 ٪ ، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير معامله الانثناء ، قوة الشجاعة والارتداء. ويمكن أيضًا تطبيق معالجة سطح الغاز النشط F2/O2 على الألياف القصيرة المطولة اتجاهيًا بطول 6-35 ملم ، مما يمكن أن يحسن صلابة ودموع المادة المركبة.

ما هي مجالات تطبيق 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 ، فإن شركات تصنيع المواد الخام الرئيسية في العالم هي: BASF ، Covestro ، Lubrizol ، Huntsman Corporation ، McKinsey ، Golding ، إلخ.

بصفته مرنًا ممتازًا ، يحتوي TPU على مجموعة واسعة من المنتجات المصب ، والتي تستخدم على نطاق واسع في الضروريات اليومية والسلع الرياضية والألعاب والمواد الزخرفية والمجالات الأخرى. فيما يلي بعض الأمثلة.

① 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.

خراطيم

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.

③ الكابل

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.

④ 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. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام درجة البثق المتقدمة خصيصًا ودرجة الحقن TPU بسهولة مع القليل من التصحيح في معدات PVC الحالية.

⑤ المركبات وغيرها من وسائل النقل

من خلال البثق وطلاء كلا الجانبين من نسيج النايلون مع مرنة اللدائن الحرارية للبولي يوريثان ، يمكن صنع طوافات مهاجمة قاتلة قابلة للنفخ وطوافات استطلاع يحملون من 3 إلى 15 شخصًا ، مع أداء أفضل بكثير من الطوافات المطاطية الفلكنة. يمكن استخدام المرنة الحرارية للبولي يوريثان المعزز مع الألياف الزجاجية لصنع مكونات الجسم مثل الأجزاء المقولبة على جانبي السيارة نفسها ، والجلود الأبواب ، والمصدات ، وشرائط الاحتكاك المضادة ، والشبكات.