TPU huwa elastomer termoplastiku tal-polyurethane, li huwa kopolimeru ta 'blokk multifażi magħmul minn diisocyanates, polyols, u estensuri tal-katina. Bħala elastomeru ta 'prestazzjoni għolja, TPU għandu firxa wiesgħa ta' direzzjonijiet ta 'prodotti downstream u huwa użat ħafna f'neċessitajiet ta' kuljum, tagħmir sportiv, ġugarelli, materjali dekorattivi, u oqsma oħra, bħal materjali taż-żraben, pajpijiet, kejbils, apparat mediku, eċċ.
Fil-preżent, il-manifatturi ewlenin tal-materja prima tat-TPU jinkludu BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Materjali Ġodda, eċċ. Bit-tqassim u l-espansjoni tal-kapaċità tal-intrapriżi domestiċi, l-industrija tat-TPU bħalissa hija kompetittiva ħafna. Madankollu, fil-qasam tal-applikazzjoni high-end, xorta tiddependi fuq l-importazzjonijiet, li hija wkoll qasam li ċ-Ċina teħtieġ li tikseb skoperti pulzieri Ejja nitkellmu dwar il-prospetti futuri tas-suq tal-prodotti TPU.
1. Ragħwa superkritika E-TPU
Fl-2012, Adidas u BASF żviluppaw b'mod konġunt il-marka taż-żraben tal-ġiri EnergyBoost, li tuża TPU bil-fowm (infinergy tal-isem kummerċjali) bħala l-materjal tal-midsole. Minħabba l-użu ta 'poliether TPU b'ebusija Shore A ta' 80-85 bħala s-sottostrat, meta mqabbla ma 'midsoles EVA, midsoles TPU bil-fowm xorta jistgħu jżommu elastiċità tajba u irtubija f'ambjenti taħt 0 ℃, li jtejjeb il-kumdità tal-ilbies u huwa rikonoxxut b'mod wiesa 'fl- is-suq.
2. Materjal kompost TPU modifikat imsaħħaħ bil-fibra
It-TPU għandu reżistenza tajba għall-impatt, iżda f'xi applikazzjonijiet, huma meħtieġa modulu elastiku għoli u materjali iebsin ħafna. Il-modifika tat-tisħiħ tal-fibra tal-ħġieġ hija teknika użata komunement biex iżid il-modulu elastiku tal-materjali. Permezz ta 'modifika, materjali komposti termoplastiku b'ħafna vantaġġi bħal modulu elastiku għoli, insulazzjoni tajba, reżistenza qawwija tas-sħana, prestazzjoni tajba ta' rkupru elastiku, reżistenza tajba għall-korrużjoni, reżistenza għall-impatt, koeffiċjent baxx ta 'espansjoni, u stabbiltà dimensjonali jistgħu jinkisbu.
BASF introduċa teknoloġija għall-preparazzjoni ta 'TPU rinfurzat bil-fibra tal-ħġieġ b'modulu għoli bl-użu ta' fibri qosra tal-ħġieġ fil-privattiva tiegħu. TPU b'ebusija Shore D ta '83 ġiet sintetizzata billi tħallat polytetrafluoroethylene glycol (PTMEG, Mn = 1000), MDI, u 1,4-butanediol (BDO) ma' 1,3-propanediol bħala materja prima. Dan it-TPU kien kompost b'fibra tal-ħġieġ f'proporzjon tal-massa ta '52:48 biex jinkiseb materjal kompost b'modulu elastiku ta' 18.3 GPa u saħħa tat-tensjoni ta '244 MPa.
Minbarra l-fibra tal-ħġieġ, hemm ukoll rapporti ta 'prodotti li jużaw TPU kompost tal-fibra tal-karbonju, bħall-bord kompost tal-fibra tal-karbonju Maezio/TPU ta' Covestro, li għandu modulu elastiku sa 100GPa u densità aktar baxxa minn metalli.
3. TPU ritardant tal-fjammi mingħajr aloġenu
It-TPU għandu qawwa għolja, toughness għolja, reżistenza eċċellenti għall-ilbies u proprjetajiet oħra, li jagħmilha materjal tal-għant adattat ħafna għal wajers u kejbils. Iżda f'oqsma ta 'applikazzjoni bħal stazzjonijiet tal-iċċarġjar, hija meħtieġa ritardanza tal-fjammi ogħla. Ġeneralment hemm żewġ modi biex tittejjeb il-prestazzjoni ritardant tal-fjammi tat-TPU. Waħda hija modifika reattiva ta 'ritardant tal-fjammi, li tinvolvi l-introduzzjoni ta' materjali ritardanti tal-fjammi bħal polyols jew isocyanates li fihom fosfru, nitroġenu, u elementi oħra fis-sintesi ta 'TPU permezz ta' twaħħil kimiku; It-tieni hija l-modifika ta 'ritardant tal-fjammi addittiv, li tinvolvi l-użu tat-TPU bħala s-sottostrat u ż-żieda ta' ritardanti tal-fjammi għat-taħlit tat-tidwib.
Modifika reattiva tista 'tbiddel l-istruttura ta' TPU, iżda meta l-ammont ta 'ritardant tal-fjammi addittiv ikun kbir, is-saħħa tat-TPU tonqos, il-prestazzjoni tal-ipproċessar tiddeterjora, u żżid ammont żgħir ma tistax tikseb il-livell meħtieġ ta' ritardant tal-fjammi. Bħalissa, m'hemm l-ebda prodott ritardant tal-fjammi għoli disponibbli kummerċjalment li jista 'verament jissodisfa l-applikazzjoni ta' stazzjonijiet tal-iċċarġjar.
L-eks Bayer MaterialScience (issa Kostron) darba introduċa fosfru organiku li fih polyol (IHPO) ibbażat fuq ossidu tal-fosfina fi privattiva. Il-poliether TPU sintetizzat minn IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, u BDO juri ritardanza tal-fjammi eċċellenti u proprjetajiet mekkaniċi. Il-proċess ta 'estrużjoni huwa lixx, u l-wiċċ tal-prodott huwa lixx.
Iż-żieda ta 'ritardanti tal-fjammi mingħajr aloġenu bħalissa hija r-rotta teknika l-aktar użata komunement għall-preparazzjoni ta' ritardant tal-fjammi mingħajr aloġenu TPU. Ġeneralment, ritardanti tal-fjammi bbażati fuq il-fosfru, ibbażati fuq in-nitroġenu, ibbażati fuq silikon, ritardanti tal-fjammi bbażati fuq il-boron huma komposti jew idrossidi tal-metall jintużaw bħala ritardanti tal-fjammi. Minħabba l-fjammabbiltà inerenti ta 'TPU, ammont ta' mili ritardant tal-fjammi ta 'aktar minn 30% ħafna drabi huwa meħtieġ biex jifforma saff ritardant tal-fjammi stabbli waqt il-kombustjoni. Madankollu, meta l-ammont ta 'ritardant tal-fjammi miżjud huwa kbir, ir-ritardant tal-fjammi huwa mxerred b'mod irregolari fis-sottostrat TPU, u l-proprjetajiet mekkaniċi tat-TPU ritardant tal-fjammi mhumiex ideali, li jillimita wkoll l-applikazzjoni u l-promozzjoni tiegħu f'oqsma bħal pajpijiet, films , u kejbils.
Il-privattiva ta 'BASF tintroduċi teknoloġija TPU li titwaqqaf il-fjammi, li tħallat polifosfat tal-melamina u fosfru li jkun fih derivattiv ta' aċidu fosfiniku bħala ritardanti tal-fjammi b'TPU b'piż molekulari medju ta 'piż akbar minn 150kDa. Instab li l-prestazzjoni ritardant tal-fjammi tjiebet b'mod sinifikanti filwaqt li kisbet saħħa tensili għolja.
Biex tkompli ttejjeb is-saħħa tat-tensjoni tal-materjal, il-privattiva ta 'BASF tintroduċi metodu għall-preparazzjoni ta' masterbatch ta 'aġent ta' crosslinking li fih isocyanates. Iż-żieda ta '2% ta' dan it-tip ta 'masterbatch għal kompożizzjoni li tissodisfa r-rekwiżiti ta' ritardant tal-fjammi UL94V-0 tista 'żżid is-saħħa tat-tensjoni tal-materjal minn 35MPa għal 40MPa filwaqt li żżomm il-prestazzjoni ta' ritardant tal-fjammi V-0.
Biex ittejjeb ir-reżistenza tat-tixjiħ tas-sħana ta 'TPU ritardant tal-fjammi, il-privattiva ta'Linghua New Materials Companyjintroduċi wkoll metodu ta 'użu ta' idrossidi tal-metall miksija bil-wiċċ bħala ritardanti tal-fjammi. Sabiex tittejjeb ir-reżistenza għall-idroliżi ta 'TPU li jwaqqaf il-fjammi,Linghua New Materials Companyintroduċa karbonat tal-metall fuq il-bażi taż-żieda ta 'ritardant tal-fjammi tal-melamina f'applikazzjoni għal privattiva oħra.
4. TPU għall-film tal-protezzjoni taż-żebgħa tal-karozzi
Il-film tal-protezzjoni taż-żebgħa tal-karozzi huwa film protettiv li jiżola l-wiċċ taż-żebgħa mill-arja wara l-installazzjoni, jipprevjeni xita aċiduża, ossidazzjoni, grif, u jipprovdi protezzjoni fit-tul għall-wiċċ taż-żebgħa. Il-funzjoni ewlenija tagħha hija li tipproteġi l-wiċċ taż-żebgħa tal-karozzi wara l-installazzjoni. Il-film tal-protezzjoni taż-żebgħa ġeneralment jikkonsisti fi tliet saffi, b'kisja li tfejjaq waħedha fuq il-wiċċ, film polimeru fin-nofs, u kolla sensittiva għall-pressjoni akrilika fuq is-saff tal-qiegħ. It-TPU huwa wieħed mill-materjali ewlenin għall-preparazzjoni ta 'films tal-polimeru intermedju.
Ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni għat-TPU użati fil-film tal-protezzjoni taż-żebgħa huma kif ġej: reżistenza għall-grif, trasparenza għolja (trażmissjoni tad-dawl> 95%), flessibilità f'temperatura baxxa, reżistenza għat-temperatura għolja, saħħa tat-tensjoni> 50MPa, elongazzjoni> 400%, u Shore A firxa ta 'ebusija ta' 87-93; L-iktar prestazzjoni importanti hija r-reżistenza għat-temp, li tinkludi reżistenza għat-tixjiħ UV, degradazzjoni ossidattiva termali u idroliżi.
Il-prodotti bħalissa maturi huma TPU alifatiċi ppreparati minn dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) u polycaprolactone diol bħala materja prima. TPU aromatiku ordinarju jsir isfar b'mod viżibbli wara jum wieħed ta 'irradjazzjoni UV, filwaqt li TPU alifatiku użat għall-film tal-wrap tal-karozzi jista' jżomm il-koeffiċjent ta 'sfurja tiegħu mingħajr bidliet sinifikanti taħt l-istess kundizzjonijiet.
Poly (ε - caprolactone) TPU għandu prestazzjoni aktar bilanċjata meta mqabbel ma 'poliether u polyester TPU. Min-naħa waħda, tista 'tesibixxi reżistenza tad-dmugħ eċċellenti ta' TPU tal-poliester ordinarju, filwaqt li min-naħa l-oħra, turi wkoll deformazzjoni permanenti ta 'kompressjoni baxxa pendenti u prestazzjoni għolja ta' rebound ta 'TPU tal-poliester, u b'hekk tintuża ħafna fis-suq.
Minħabba rekwiżiti differenti għall-kosteffettività tal-prodott wara s-segmentazzjoni tas-suq, bit-titjib tat-teknoloġija tal-kisi tal-wiċċ u l-abbiltà tal-aġġustament tal-formula adeżiva, hemm ukoll ċans li polyether jew poliester ordinarju H12MDI alifatiku TPU jiġi applikat għal films ta 'protezzjoni taż-żebgħa fil-futur.
5. TPU bijobbażat
Il-metodu komuni għall-preparazzjoni tat-TPU b'bażi bijoloġika huwa li jiġu introdotti monomeri jew intermedji b'bażi bijoloġika matul il-proċess ta' polimerizzazzjoni, bħal isoċjanati b'bażi bijoloġika (bħal MDI, PDI), polioli b'bażi bijoloġika, eċċ. Fost dawn, isoċjanati b'bażi bijoloġika huma relattivament rari fil- suq, filwaqt li l-polioli b’bażi bijoloġika huma aktar komuni.
F'termini ta 'isokyanati bbażati bijo, kmieni kemm fl-2000, BASF, Covestro, u oħrajn investew ħafna sforz fir-riċerka PDI, u l-ewwel lott ta' prodotti PDI tqiegħdu fis-suq fl-2015-2016. Wanhua Chemical żviluppat prodotti TPU 100% bijo-bbażati bl-użu ta 'PDI bijo-bbażat magħmul minn stover tal-qamħ.
F'termini ta 'polioli b'bażi bijoloġika, jinkludi polytetrafluoroethylene bijobbażat (PTMEG), 1,4-butanediol bijobbażat (BDO), 1,3-propanediol bijobbażat (PDO), polioli tal-poliester bijobbażat, polyols polyether bijobbażat, eċċ.
Fil-preżent, manifatturi multipli tat-TPU nedew TPU bijobbażat, li l-prestazzjoni tiegħu hija komparabbli ma 'TPU tradizzjonali bbażat fuq il-petrokimiku. Id-differenza ewlenija bejn dawn it-TPUs ibbażati fuq il-bijo tinsab fil-livell ta 'kontenut ibbażat fuq il-bijo, li ġeneralment ivarja minn 30% sa 40%, b'xi wħud saħansitra jiksbu livelli ogħla. Meta mqabbel ma 'TPU tradizzjonali bbażat fuq il-petrokimiku, TPU bijobbażat għandu vantaġġi bħat-tnaqqis tal-emissjonijiet tal-karbonju, riġenerazzjoni sostenibbli ta' materja prima, produzzjoni ekoloġika u konservazzjoni tar-riżorsi. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, uLinghua Materjali Ġoddanedew il-marki tat-TPU bbażati fuq il-bijo tagħhom, u t-tnaqqis tal-karbonju u s-sostenibbiltà huma wkoll direzzjonijiet ewlenin għall-iżvilupp tat-TPU fil-futur.
Ħin tal-post: Awissu-09-2024