TPU hè un elastomeru termoplasticu di poliuretano, chì hè un copolimeru di bloccu multifase cumpostu di diisocianati, polioli è estensori di catene. Cum'è un elastomeru d'altu rendiment, TPU hà una larga gamma di direzzione di u produttu downstream è hè largamente utilizatu in i bisogni di ogni ghjornu, l'equipaggiu sportiu, i ghjoculi, i materiali decorattivi, è altri campi, cum'è materiali di scarpi, tubi, cavi, dispusitivi medichi, etc.
Attualmente, i principali produttori di materie prime TPU include BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua New Materials, eccetera. Cù u layout è l'espansione di capacità di l'imprese domestiche, l'industria di TPU hè attualmente altamente competitiva. In ogni casu, in u campu di l'applicazioni high-end, si basa sempre nantu à l'impurtazioni, chì hè ancu una zona chì a Cina hà bisognu à ottene scuperte.
1. Supercritical foaming E-TPU
In u 2012, Adidas è BASF anu sviluppatu inseme a marca di scarpi da corsa EnergyBoost, chì usa TPU spumosu (infinergy di u nome cummerciale) cum'è materiale di l'intersuola. A causa di l'usu di polyether TPU cù una durezza Shore A di 80-85 cum'è u sustrato, paragunatu à i midsoles EVA, i midsoles TPU spumati ponu sempre mantene una bona elasticità è dolcezza in ambienti sottu 0 ℃, chì migliurà u cunfortu di vestizione è hè largamente ricunnisciutu in u mercatu.
2. Materiale compostu TPU mudificatu rinforzatu in fibra
TPU hà una bona resistenza à l'impattu, ma in certi applicazioni, sò richiesti un modulu elasticu elevatu è materiali assai duru. A mudificazione di rinforzu di fibra di vetru hè una tecnica comunmente usata per aumentà u modulu elasticu di i materiali. Attraversu a mudificazione, i materiali compositi termoplastici cù assai vantaghji cum'è un altu modulu elasticu, un bonu insulamentu, una forte resistenza à u calore, una bona prestazione di ricuperazione elastica, una bona resistenza à a corrosione, una resistenza à l'impattu, un bassu coefficient d'espansione è una stabilità dimensionale ponu esse ottenuti.
BASF hà introduttu in u so brevettu una tecnulugia per a preparazione di TPU rinforzatu in fibra di vetru d'altu modulu cù fibre curtite di vetru. Un TPU cù una durezza Shore D di 83 hè stata sintetizzata mischjendu polytetrafluoroethylene glycol (PTMEG, Mn = 1000), MDI è 1,4-butanediol (BDO) cù 1,3-propanediol cum'è materie prime. Stu TPU hè stata cumposta cù fibra di vetru in un rapportu di massa di 52: 48 per ottene un materiale cumpostu cù un modulu elasticu di 18.3 GPa è una forza di tensione di 244 MPa.
In più di a fibra di vetru, ci sò ancu raporti di prudutti chì utilizanu TPU compostu di fibra di carbonu, cum'è a tavola composta di fibra di carbonu Maezio di Covestro / TPU, chì hà un modulu elasticu finu à 100GPa è una densità più bassa di metalli.
3. Halogen free flame retardant TPU
TPU hà una forza alta, una alta tenacità, una resistenza eccellente à l'usura è altre proprietà, facendu un materiale di guaina assai adattatu per i fili è i cavi. Ma in i campi di applicazione cum'è stazioni di carica, hè necessaria una ritardanza di fiamma più alta. Ci sò generalmente duie manere di migliurà a prestazione di ignifuga di TPU. Unu hè a mudificazione di flame retardant reattivu, chì implica l'introduzione di materiali ritardanti di fiamma cum'è polioli o isocianati chì cuntenenu fosforu, nitrogenu è altri elementi in a sintesi di TPU per via di ligami chimichi; U sicondu hè a mudificazione additiva di i retardanti di fiamma, chì implica l'usu di TPU cum'è sustrato è l'aghjunghje retardanti di fiamma per u mischju di fusione.
A mudificazione reattiva pò cambià a struttura di TPU, ma quandu a quantità di ritardante di fiamma additivu hè grande, a forza di TPU diminuisce, u rendiment di trasfurmazioni si deteriora, è aghjunghjendu una piccula quantità ùn pò micca ottene u livellu di ritardante di fiamma necessariu. Attualmente, ùn ci hè micca un pruduttu di ritardante di fiamma elevatu dispunibule cummerciale chì pò veramente risponde à l'applicazione di stazioni di carica.
L'antica Bayer MaterialScience (ora Kostron) hà introduttu una volta un fosforu organicu chì cuntene poliol (IHPO) basatu annantu à l'ossidu di fosfina in una patente. U polyether TPU sintetizatu da IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, è BDO mostra un'eccellente ritardante di fiamma è proprietà meccaniche. U prucessu di extrusion hè liscia, è a superficia di u pruduttu hè liscia.
L'aggiunta di ritardanti di fiamma senza alogeni hè attualmente a strada tecnica più comunmente utilizata per a preparazione di TPU ritardanti di fiamma senza alogeni. In generale, i ritardanti di fiamma basati in fosforu, nitrogenu, silicone, boru sò cumposti o idrossidi di metalli sò usati cum'è ritardanti di fiamma. A causa di l'inflamabilità inerente di TPU, una quantità di riempimentu di ritardante di fiamma di più di 30% hè spessu necessaria per furmà una strata stabile di ritardante di fiamma durante a combustione. Tuttavia, quandu a quantità di ritardante di fiamma aghjuntu hè grande, u ritardante di fiamma hè spargugliatu in modu irregulare in u sustrato di TPU, è e proprietà meccaniche di u TPU retardant di fiamma ùn sò micca ideali, chì limita ancu a so applicazione è a prumuzione in campi cum'è tubi, filmi. , è cavi.
A patente di BASF introduce una tecnulugia TPU ritardante di fiamma, chì mischja u polifosfatu di melamina è un derivatu di l'acidu fosfinicu chì cuntene fosforu cum'è ritardanti di fiamma cù TPU cun un pesu moleculare mediu di pesu più grande di 150 kDa. Hè stata truvata chì u rendimentu di ritardante di fiamma hè statu migliuratu significativamente mentre ottene una forza di tensione alta.
Per rinfurzà ancu a forza di trazione di u materiale, a patente di BASF introduce un metudu per preparà un masterbatch di agenti di reticulazione chì cuntene isocianati. Aghjunghjendu 2% di stu tipu di masterbatch à una cumpusizioni chì risponde à i requisiti di ritardante di fiamma UL94V-0 pò aumentà a forza di trazione di u materiale da 35MPa à 40MPa mentre mantene a prestazione di ignifuga V-0.
Per migliurà a resistenza à l'invechjamentu di u calore di TPU flame-retardant, a patente diLinghua New Materials Companyintroduce ancu un metudu di usu di l'idrossidi di metalli rivestiti di superficia cum'è ritardanti di fiamma. Per migliurà a resistenza à l'idrolisi di TPU ignifugo,Linghua New Materials Companyintroduttu carbonate di metallu nantu à a basa di l'aghjunzione di melamine retardant flame in una altra dumanda di patente.
4. TPU per a film di prutezzione di pittura di l'automobile
A film di prutezzione di a pittura di l'auto hè una film protettiva chì isola a superficia di pittura da l'aria dopu a stallazione, impedisce a pioggia acida, l'ossidazione, i graffi, è furnisce una prutezzione durabile per a superficia di pittura. A so funzione principale hè di prutezzione di a superficia di pittura di vittura dopu a stallazione. U filmu di prutezzione di pittura hè generalmente custituitu da trè strati, cù un revestimentu autocurativu nantu à a superficia, un film polimeru in u mità, è un adesivu acrilicu sensible à a pressione nantu à a capa di fondu. U TPU hè unu di i materiali principali per a preparazione di film polimeri intermedi.
I requisiti di prestazione per TPU utilizatu in film di prutezzione di pittura sò i seguenti: resistenza à i graffi, alta trasparenza (trasmittanza di luce> 95%), flessibilità à bassa temperatura, resistenza à alta temperatura, resistenza à trazione> 50MPa, allungamentu> 400%, è Shore A. durezza di 87-93; U rendimentu più impurtante hè a resistenza à u clima, chì include a resistenza à l'invecchiamento UV, a degradazione oxidativa termale è l'idrolisi.
I prudutti attualmente maturi sò TPU alifatici preparati da diisocyanate di diciclohexil (H12MDI) è polycaprolactone diol cum'è materie prime. U TPU aromaticu ordinariu diventa visibilmente giallu dopu un ghjornu di irradiazione UV, mentre chì TPU alifaticu utilizatu per film wrap car pò mantene u so coefficient d'ingiallimentu senza cambiamenti significativi in e stesse cundizioni.
Poly (ε - caprolactone) TPU hà un rendimentu più equilibratu cumparatu cù u polietere è u poliester TPU. Da un latu, pò esibisce una eccellente resistenza à a lacrime di u TPU di poliester ordinariu, mentre chì da l'altra parte, dimostra ancu una deformazione permanente eccezziunale di bassa compressione è un altu rendimentu di rimborsu di u TPU di poliester, cusì essendu largamente utilizatu in u mercatu.
A causa di e diverse esigenze di u costu di u produttu dopu a segmentazione di u mercatu, cù a migliione di a tecnulugia di rivestimentu di a superficia è a capacità di adattazione di a formula adesiva, ci hè ancu una chance per u polietere o TPU alifaticu H12MDI di poliester ordinariu per esse applicatu à i filmi di prutezzione di pittura in u futuru.
5. Biobased TPU
U metudu cumuni per a preparazione di TPU basatu in bio hè di intruduce monomeri o intermedii bio-basati durante u prucessu di polimerizazione, cum'è isocianati bio-basati (cum'è MDI, PDI), polioli bio-basati, ecc. mercatu, mentri i polioli biobased sò più cumuni.
In termini di isocyanates basati bio, cum'è 2000, BASF, Covestro, è altri anu investitu assai sforzu in a ricerca PDI, è u primu batch di prudutti PDI sò stati messi in u mercatu in 2015-2016. Wanhua Chemical hà sviluppatu prudutti di TPU 100% bio-based chì utilizanu PDI bio-based fattu da stufa di granu.
In termini di polioli a base biologica, include politetrafluoroetilene a base bio (PTMEG), 1,4-butanediol (BDO), 1,3-propanediol (PDO), polioli di poliester bio, polioli di polietere bio, ecc.
Attualmente, parechji pruduttori di TPU anu lanciatu TPU bio-basatu, chì u so rendimentu hè paragunabile à u TPU tradiziunale basatu petrochimicu. A diferenza principale trà questi TPU basati bio si trova in u livellu di cuntenutu basatu bio, generalmente chì varieghja da u 30% à u 40%, cù alcuni ancu ottene livelli più alti. Paragunatu à u TPU tradiziunale basatu in petrochimica, u TPU basatu bio hà vantaghji cum'è a riduzione di l'emissioni di carbone, a rigenerazione sostenibile di materie prime, a produzzione verde è a cunservazione di e risorse. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, èLinghua New Materialsanu lanciatu e so marche di TPU basate in bio, è a riduzione di u carbonu è a sustenibilità sò ancu direzzione chjave per u sviluppu di TPU in u futuru.
Tempu di Postu: Aug-09-2024