TPU er pólýúretan hitaplastískt teygjanlegt efni, sem er fjölþætt blokkfjölliða sem samanstendur af díísósýanötum, pólýólum og keðjulengjum. Sem afkastamikið teygjanlegt efni hefur TPU fjölbreytt úrval af framleiðsluleiðum og er mikið notað í daglegum nauðsynjum, íþróttabúnaði, leikföngum, skreytingarefnum og öðrum sviðum, svo sem skóefnum, slöngum, snúrum, lækningatækjum o.s.frv.
Sem stendur eru helstu framleiðendur hráefna úr TPU meðal annars BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman og Wanhua Chemical.Linghua ný efni, og svo framvegis. Með skipulagi og aukinni afkastagetu innlendra fyrirtækja er TPU-iðnaðurinn nú mjög samkeppnishæfur. Hins vegar, á sviði háþróaðra notkunar, treystir hann enn á innflutning, sem er einnig svið þar sem Kína þarf að ná byltingarkenndum árangri. Við skulum ræða um framtíðarhorfur á markaði fyrir TPU-vörur.
1. Ofurkritískt froðumyndandi E-TPU
Árið 2012 þróuðu Adidas og BASF sameiginlega hlaupaskómerkið EnergyBoost, sem notar froðuðu TPU (vörumerkið infinergy) sem millisólaefni. Vegna notkunar á pólýeter TPU með Shore A hörku 80-85 sem undirlag, samanborið við EVA millisóla, geta froðuðu TPU millisólar samt viðhaldið góðri teygjanleika og mýkt í umhverfi undir 0 ℃, sem bætir þægindi við notkun og er almennt viðurkennt á markaðnum.
2. Trefjastyrkt breytt TPU samsett efni
TPU hefur góða höggþol, en í sumum tilfellum er krafist mikils teygjanleika og mjög hörðra efna. Breyting á glerþráðastyrkingu er algeng aðferð til að auka teygjanleika efna. Með breytingum er hægt að fá hitaplasts-samsett efni með marga kosti eins og mikla teygjanleika, góða einangrun, sterka hitaþol, góða teygjanleikaendurheimt, góða tæringarþol, höggþol, lágan útvíkkunarstuðul og víddarstöðugleika.
Í einkaleyfi sínu hefur BASF kynnt tækni til að framleiða TPU styrkt með trefjaplasti með háum styrkleikastuðli með því að nota stuttar glerþræðir. TPU með Shore D hörku 83 var myndað með því að blanda saman pólýtetraflúoróetýlen glýkóli (PTMEG, Mn = 1000), MDI og 1,4-bútandíóli (BDO) við 1,3-própandíól sem hráefni. Þetta TPU var blandað saman við glerþræði í massahlutfallinu 52:48 til að fá samsett efni með teygjanleikastuðul 18,3 GPa og togstyrk 244 MPa.
Auk glerþráða eru einnig tilkynningar um vörur sem nota koltrefjasamsett TPU, eins og Maezio koltrefja/TPU samsetta plötuna frá Covestro, sem hefur teygjanleika allt að 100 GPa og lægri eðlisþyngd en málmar.
3. Halógenfrítt, logavarnarefni úr TPU
TPU hefur mikinn styrk, mikla seiglu, framúrskarandi slitþol og aðra eiginleika, sem gerir það að mjög hentugu hjúpsefni fyrir víra og kapla. En á notkunarsviðum eins og hleðslustöðvum er krafist meiri logavarnar. Almennt eru tvær leiðir til að bæta logavarnareiginleika TPU. Önnur er með hvarfgjörnum logavarnarefnum, sem felur í sér að bæta logavarnarefnum eins og pólýólum eða ísósýanötum sem innihalda fosfór, köfnunarefni og önnur frumefni við myndun TPU með efnasamsetningu; hin er með aukefnis logavarnarefnum, sem felur í sér að nota TPU sem undirlag og bæta við logavarnarefnum til að blanda saman bráðnu efni.
Viðbrögð geta breytt uppbyggingu TPU, en þegar magn aukefnis af logavarnarefni er mikið minnkar styrkur TPU, vinnslugetan versnar og með því að bæta við litlu magni er ekki hægt að ná tilskildu logavarnarefni. Eins og er er engin vara með hátt logavarnarefni fáanleg sem getur sannarlega uppfyllt kröfur hleðslustöðva.
Fyrrverandi fyrirtækið Bayer MaterialScience (nú Kostron) kynnti eitt sinn einkaleyfi á lífrænu fosfórinnihaldandi pólýóli (IHPO) byggðu á fosfínoxíði. Pólýeterinn TPU, sem er myndaður úr IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI og BDO, sýnir framúrskarandi eldvarnareiginleika og vélræna eiginleika. Útpressunarferlið er slétt og yfirborð vörunnar er slétt.
Að bæta við halógenlausum logavarnarefnum er nú algengasta tæknilega leiðin til að framleiða halógenlaus logavarnarefni úr TPU. Almennt eru logavarnarefni sem byggja á fosfór, köfnunarefni, sílikoni eða bór blandað saman eða málmhýdroxíð notuð sem logavarnarefni. Vegna meðfæddrar eldfimi TPU þarf oft meira en 30% af logavarnarefninu til að mynda stöðugt logavarnarlag við bruna. Hins vegar, þegar magn logavarnarefnis sem bætt er við er mikið, dreifist logavarnarefnið ójafnt í TPU undirlaginu og vélrænir eiginleikar logavarnarefnisins úr TPU eru ekki tilvaldir, sem takmarkar einnig notkun þess og kynningu á sviðum eins og slöngum, filmum og kaplum.
Einkaleyfi BASF kynnir logavarnarefni fyrir TPU, sem blandar saman melamínpólýfosfati og fosfórinnihaldandi afleiðu af fosfínsýru sem logavarnarefni með TPU með meðalmólþunga yfir 150 kDa. Kom í ljós að logavarnareiginleikar batnuðu verulega en náðu háum togstyrk.
Til að auka enn frekar togstyrk efnisins kynnir einkaleyfi BASF aðferð til að búa til meistarablöndu fyrir þverbindandi efni sem inniheldur ísósýanöt. Með því að bæta 2% af þessari tegund meistarablöndu við blöndu sem uppfyllir kröfur UL94V-0 um logavarnarefni getur það aukið togstyrk efnisins úr 35 MPa í 40 MPa en viðhaldið V-0 logavarnareiginleikum.
Til að bæta hitaþol logavarnarefnis TPU, einkaleyfi áLinghua nýja efnisfyrirtækiðkynnir einnig aðferð til að nota yfirborðshúðaðar málmhýdroxíð sem logavarnarefni. Til að bæta vatnsrofsþol logavarnarefnisins TPU,Linghua nýja efnisfyrirtækiðkynnti málmkarbónat á grundvelli þess að bæta við melamíni logavarnarefni í annarri einkaleyfisumsókn.
4. TPU fyrir bílamálningarvörn
Bílalakkvarnarfilma er verndarfilma sem einangrar lakkflötinn frá loftinu eftir uppsetningu, kemur í veg fyrir súrt regn, oxun, rispur og veitir lakkflötinum langvarandi vörn. Helsta hlutverk hennar er að vernda lakkflötinn eftir uppsetningu. Lakkvarnarfilman samanstendur almennt af þremur lögum, með sjálfgræðandi húðun á yfirborðinu, fjölliðufilmu í miðjunni og akrýlþrýstinæmu lími á neðsta laginu. TPU er eitt af aðalefnunum til að búa til millistig fjölliðufilmu.
Kröfur um afköst TPU sem notað er í málningarfilmu eru eftirfarandi: rispuþol, mikil gegnsæi (ljósgegndræpi >95%), sveigjanleiki við lágt hitastig, háhitaþol, togstyrkur >50MPa, teygjanleiki >400% og Shore A hörkubil á bilinu 87-93; Mikilvægasta afköstin eru veðurþol, sem felur í sér viðnám gegn útfjólubláum geislum, niðurbroti vegna varmaoxunar og vatnsrof.
Núverandi fullþróaðar vörur eru alifatískt TPU framleitt úr dísýklóhexýl díísósýanati (H12MDI) og pólýkaprólaktóndíóli sem hráefni. Venjulegt arómatískt TPU gulnar greinilega eftir eins dags útfjólubláa geislun, en alifatískt TPU sem notað er í bílafilmu getur viðhaldið gulnunarstuðli sínum án verulegra breytinga við sömu aðstæður.
Pólý (ε-kaprólaktón) TPU hefur jafnvægari eiginleika samanborið við pólýeter og pólýester TPU. Annars vegar getur það sýnt framúrskarandi rifþol venjulegs pólýester TPU, en hins vegar sýnir það einnig framúrskarandi lágþjöppunar- varanlega aflögun og mikla endurkastgetu pólýeter TPU, og er því mikið notað á markaðnum.
Vegna mismunandi krafna um hagkvæmni vöru eftir markaðsskiptingu, með bættum yfirborðshúðunartækni og aðlögunarhæfni límformúlunnar, eru einnig möguleikar á að pólýeter eða venjulegt pólýester H12MDI alifatískt TPU verði notað í málningarverndarfilmur í framtíðinni.
5. Líffræðilega byggt TPU
Algeng aðferð til að framleiða lífrænt TPU er að bæta við lífrænum einliðum eða milliefnum meðan á fjölliðunarferlinu stendur, svo sem lífrænum ísósýanötum (eins og MDI, PDI), lífrænum pólýólum o.s.frv. Meðal þeirra eru lífræn ísósýanöt tiltölulega sjaldgæf á markaðnum, en lífræn pólýól eru algengari.
Hvað varðar lífræn ísósýanöt, þá höfðu BASF, Covestro og fleiri lagt mikla vinnu í rannsóknir á PDI allt árið 2000 og fyrsta framleiðslulotan af PDI vörum var sett á markað á árunum 2015-2016. Wanhua Chemical hefur þróað 100% lífrænar TPU vörur úr lífrænum PDI úr maísstráum.
Hvað varðar lífræn pólýól, þá felur það í sér lífrænt pólýtetraflúoróetýlen (PTMEG), lífrænt 1,4-bútandíól (BDO), lífrænt 1,3-própandíól (PDO), lífræn pólýesterpólýól, lífræn pólýeterpólýól o.s.frv.
Sem stendur hafa fjölmargir framleiðendur TPU sett á markað lífrænt TPU, sem er sambærilegt við hefðbundið TPU úr jarðolíu. Helsti munurinn á þessu lífræna TPU liggur í magni lífræna innihaldsins, sem er almennt á bilinu 30% til 40%, og sumir ná jafnvel hærra stigi. Í samanburði við hefðbundið TPU úr jarðolíu hefur lífrænt TPU kosti eins og að draga úr kolefnislosun, endurnýja hráefni á sjálfbæran hátt, framleiða græna framleiðslu og varðveita auðlindir. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical og ...Linghua ný efnihafa hleypt af stokkunum lífrænum TPU vörumerkjum sínum, og kolefnisminnkun og sjálfbærni eru einnig lykilatriði í þróun TPU í framtíðinni.
Birtingartími: 9. ágúst 2024