It-TPU huwa elastomeru termoplastiku tal-poliuretan, li huwa kopolimeru tal-blokka b'ħafna fażijiet magħmul minn diisoċjanati, polioli, u estensur tal-katina. Bħala elastomeru ta' prestazzjoni għolja, it-TPU għandu firxa wiesgħa ta' direzzjonijiet ta' prodotti downstream u jintuża ħafna f'neċessitajiet ta' kuljum, tagħmir sportiv, ġugarelli, materjali dekorattivi, u oqsma oħra, bħal materjali taż-żraben, pajpijiet, kejbils, apparati mediċi, 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, għadha tiddependi fuq l-importazzjonijiet, li huwa wkoll qasam li ċ-Ċina teħtieġ li tikseb avvanzi kbar fih. Ejja nitkellmu dwar il-prospetti futuri tas-suq tal-prodotti tat-TPU.
1. E-TPU li jagħmel ragħwa superkritika
Fl-2012, Adidas u BASF żviluppaw flimkien il-marka taż-żarbun tat-tlielaq EnergyBoost, li tuża TPU fowm (isem kummerċjali infinergy) bħala l-materjal tan-nofs tas-suletta. Minħabba l-użu ta' polyether TPU b'ebusija Shore A ta' 80-85 bħala s-sottostrat, meta mqabbla man-nofs tas-suletta EVA, in-nofs tas-suletta TPU fowm xorta jistgħu jżommu elastiċità u irtubija tajba f'ambjenti taħt iż-0 ℃, li jtejjeb il-kumdità tal-ilbies u huwa rikonoxxut b'mod wiesa' fis-suq.
2. Materjal kompost TPU modifikat rinforzat 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 iżżid il-modulu elastiku tal-materjali. Permezz tal-modifika, jistgħu jinkisbu materjali komposti termoplastiċi b'ħafna vantaġġi bħal modulu elastiku għoli, insulazzjoni tajba, reżistenza qawwija għas-sħana, prestazzjoni tajba ta' rkupru elastiku, reżistenza tajba għall-korrużjoni, reżistenza għall-impatt, koeffiċjent baxx ta' espansjoni, u stabbiltà dimensjonali.
Fil-brevett tagħha, BASF introduċiet teknoloġija għall-preparazzjoni ta' TPU rinfurzat bil-fibreglass b'modulu għoli bl-użu ta' fibri qosra tal-ħġieġ. TPU b'ebusija Shore D ta' 83 ġie sintetizzat billi tħallat polytetrafluoroethylene glycol (PTMEG, Mn=1000), MDI, u 1,4-butanediol (BDO) ma' 1,3-propanediol bħala materja prima. Dan it-TPU ġie mħallat ma' fibra tal-ħġieġ fi proporzjon tal-massa ta' 52:48 biex jinkiseb materjal kompost b'modulu elastiku ta' 18.3 GPa u saħħa tensili ta' 244 MPa.
Minbarra l-fibra tal-ħġieġ, hemm ukoll rapporti ta’ prodotti li jużaw TPU kompost tal-fibra tal-karbonju, bħall-bord kompost Maezio tal-fibra tal-karbonju/TPU ta’ Covestro, li għandu modulu elastiku sa 100GPa u densità aktar baxxa mill-metalli.
3. TPU ritardanti tal-fjammi mingħajr aloġenu
It-TPU għandu saħħa għolja, toughness għolja, reżistenza eċċellenti għall-użu u proprjetajiet oħra, li jagħmluh materjal ta' kisi adattat ħafna għal wajers u kejbils. Iżda f'oqsma ta' applikazzjoni bħal stazzjonijiet tal-iċċarġjar, hija meħtieġa ritardanza ogħla tal-fjammi. Ġeneralment hemm żewġ modi biex tittejjeb il-prestazzjoni ritardanti tal-fjammi tat-TPU. Wieħed huwa modifika reattiva ritardanti tal-fjammi, li tinvolvi l-introduzzjoni ta' materjali ritardanti tal-fjammi bħal polyols jew isocyanates li fihom fosfru, nitroġenu, u elementi oħra fis-sintesi tat-TPU permezz ta' twaħħil kimiku; It-tieni hija modifika addittiva ritardanti tal-fjammi, 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 tat-TPU, iżda meta l-ammont ta' ritardant tal-fjammi addittiv ikun kbir, is-saħħa tat-TPU tonqos, il-prestazzjoni tal-ipproċessar tiddeterjora, u ż-żieda ta' ammont żgħir ma tistax tikseb il-livell ta' ritardant tal-fjammi meħtieġ. Bħalissa, m'hemm l-ebda prodott b'ritardant għoli tal-fjammi disponibbli kummerċjalment li jista' verament jissodisfa l-applikazzjoni tal-istazzjonijiet tal-iċċarġjar.
Bayer MaterialScience (issa Kostron) ta' qabel introduċiet polyol li fih fosfru organiku (IHPO) ibbażat fuq l-ossidu tal-fosfina fi brevett. Il-polyether TPU sintetizzat minn IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '-MDI, u BDO juri ritardanza tal-fjammi u proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti. Il-proċess ta' estrużjoni huwa bla xkiel, u l-wiċċ tal-prodott huwa bla xkiel.
Iż-żieda ta' ritardanti tal-fjammi ħielsa mill-aloġenu bħalissa hija l-aktar rotta teknika użata komunement għall-preparazzjoni ta' TPU ritardanti tal-fjammi ħielsa mill-aloġenu. Ġeneralment, ritardanti tal-fjammi bbażati fuq il-fosfru, ibbażati fuq in-nitroġenu, ibbażati fuq is-silikon, ibbażati fuq il-boron huma kkombinati jew idrossidi tal-metall jintużaw bħala ritardanti tal-fjammi. Minħabba l-fjammabbiltà inerenti tat-TPU, ammont ta' mili ta' ritardanti tal-fjammi ta' aktar minn 30% ħafna drabi huwa meħtieġ biex jifforma saff stabbli ta' ritardanti tal-fjammi waqt il-kombustjoni. Madankollu, meta l-ammont ta' ritardanti tal-fjammi miżjud ikun kbir, ir-ritardanti tal-fjammi jiġu mxerrda b'mod irregolari fis-sottostrat tat-TPU, u l-proprjetajiet mekkaniċi tat-TPU ritardanti tal-fjammi mhumiex ideali, li jillimita wkoll l-applikazzjoni u l-promozzjoni tiegħu f'oqsma bħal pajpijiet, films u kejbils.
Il-brevett ta' BASF jintroduċi teknoloġija TPU ritardanti tal-fjammi, li tħallat il-polifosfat tal-melamina u derivattiv tal-aċidu fosfiniku li fih il-fosfru bħala ritardanti tal-fjammi ma' TPU b'piż molekulari medju akbar minn 150kDa. Instab li l-prestazzjoni tar-ritardanti tal-fjammi tjiebet b'mod sinifikanti filwaqt li kisbet saħħa tensili għolja.
Biex tittejjeb aktar is-saħħa tensili tal-materjal, il-brevett ta' BASF jintroduċi metodu għall-preparazzjoni ta' masterbatch ta' aġent ta' crosslinking li fih isocyanates. Iż-żieda ta' 2% ta' dan it-tip ta' masterbatch ma' kompożizzjoni li tissodisfa r-rekwiżiti tar-ritardanti tal-fjammi UL94V-0 tista' żżid is-saħħa tensili tal-materjal minn 35MPa għal 40MPa filwaqt li żżomm il-prestazzjoni tar-ritardanti tal-fjammi V-0.
Biex tittejjeb ir-reżistenza għat-tixjiħ bis-sħana tat-TPU ritardanti tal-fjammi, il-brevett ta'Kumpanija Linghua ta' Materjali Ġoddajintroduċi wkoll metodu ta' kif jintużaw idrossidi tal-metall miksija bil-wiċċ bħala ritardanti tal-fjammi. Sabiex tittejjeb ir-reżistenza għall-idroliżi tat-TPU ritardanti tal-fjammi,Kumpanija Linghua ta' Materjali Ġoddaintroduċa karbonat tal-metall abbażi taż-żieda ta' ritardant tal-fjammi tal-melamina f'applikazzjoni oħra għal brevett.
4. TPU għal film protettiv taż-żebgħa tal-karozzi
Il-film protettiv taż-żebgħa tal-karozzi huwa film protettiv li jiżola l-wiċċ taż-żebgħa mill-arja wara l-installazzjoni, jipprevjeni x-xita aċiduża, l-ossidazzjoni, il-grif, u jipprovdi protezzjoni fit-tul għall-wiċċ taż-żebgħa. Il-funzjoni ewlenija tiegħu hija li jipproteġi l-wiċċ taż-żebgħa tal-karozza wara l-installazzjoni. Il-film protettiv taż-żebgħa ġeneralment jikkonsisti fi tliet saffi, b'kisja li tfejjaq waħedha fuq il-wiċċ, film polimeriku fin-nofs, u kolla akrilika sensittiva għall-pressjoni fuq is-saff t'isfel. It-TPU huwa wieħed mill-materjali ewlenin għall-preparazzjoni ta' films polimeriċi intermedji.
Ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni għat-TPU użat fil-film tal-protezzjoni taż-żebgħa huma kif ġej: reżistenza għall-grif, trasparenza għolja (trażmittanza tad-dawl > 95%), flessibilità f'temperatura baxxa, reżistenza għal temperatura għolja, saħħa tat-tensjoni > 50MPa, titwil > 400%, u firxa ta' ebusija Shore A ta' 87-93; L-aktar prestazzjoni importanti hija r-reżistenza għat-temp, li tinkludi reżistenza għat-tixjiħ UV, id-degradazzjoni ossidattiva termali, u l-idroliżi.
Il-prodotti li bħalissa huma maturi huma TPU alifatiċi ppreparati minn dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) u polycaprolactone diol bħala materja prima. It-TPU aromatiku ordinarju jsir isfar viżibbilment wara ġurnata ta' irradjazzjoni UV, filwaqt li t-TPU alifatiku użat għall-film tal-wrap tal-karozzi jista' jżomm il-koeffiċjent tal-isfar tiegħu mingħajr bidliet sinifikanti taħt l-istess kundizzjonijiet.
Il-Poly (ε – caprolactone) TPU għandu prestazzjoni aktar bilanċjata meta mqabbel mal-polyether u l-poliester TPU. Minn naħa waħda, jista' juri reżistenza eċċellenti għad-dmugħ bħal polyether TPU ordinarju, filwaqt li min-naħa l-oħra, juri wkoll deformazzjoni permanenti ta' kompressjoni baxxa eċċellenti u prestazzjoni għolja ta' rebound bħal polyether TPU, u b'hekk jintuża ħafna fis-suq.
Minħabba r-rekwiżiti differenti għall-effettività tal-ispejjeż tal-prodott wara s-segmentazzjoni tas-suq, bit-titjib tat-teknoloġija tal-kisi tal-wiċċ u l-abbiltà ta' aġġustament tal-formula tal-adeżiv, hemm ukoll ċans li l-polietere jew il-poliester ordinarju H12MDI alifatiku TPU jiġu applikati għal films għall-protezzjoni taż-żebgħa fil-futur.
5. TPU bijoloġikament ibbażat
Il-metodu komuni għall-preparazzjoni ta' 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, l-isoċjanati b'bażi bijoloġika huma relattivament rari fis-suq, filwaqt li l-polioli b'bażi bijoloġika huma aktar komuni.
F'termini ta' isoċjanati bbażati fuq il-bijo, sa mill-2000, BASF, Covestro, u oħrajn investew ħafna sforz fir-riċerka tal-PDI, u l-ewwel lott ta' prodotti PDI tpoġġew fis-suq fl-2015-2016. Wanhua Chemical żviluppat prodotti TPU 100% ibbażati fuq il-bijo bl-użu ta' PDI bbażat fuq il-bijo magħmul minn stover tal-qamħirrum.
F'termini ta' polioli b'bażi bijoloġika, dan jinkludi politetrafluworoetilen b'bażi bijoloġika (PTMEG), 1,4-butanediol (BDO) b'bażi bijoloġika, 1,3-propanediol (PDO) b'bażi bijoloġika, polioli tal-poliester b'bażi bijoloġika, polioli tal-polietere b'bażi bijoloġika, eċċ.
Fil-preżent, diversi manifatturi tat-TPU nedew TPU b'bażi bijoloġika, li l-prestazzjoni tiegħu hija komparabbli mat-TPU tradizzjonali bbażat fuq il-petrokimika. Id-differenza ewlenija bejn dawn it-TPUs b'bażi bijoloġika tinsab fil-livell ta' kontenut b'bażi bijoloġika, ġeneralment ivarja minn 30% sa 40%, b'xi wħud saħansitra jilħqu livelli ogħla. Meta mqabbel mat-TPU tradizzjonali bbażat fuq il-petrokimika, it-TPU b'bażi bijoloġika għandu vantaġġi bħat-tnaqqis tal-emissjonijiet tal-karbonju, ir-riġenerazzjoni sostenibbli tal-materja prima, il-produzzjoni ekoloġika, u l-konservazzjoni tar-riżorsi. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, uLinghua Materjali Ġoddanedew il-marki tat-TPU bbażati fuq il-bijo, u t-tnaqqis tal-karbonju u s-sostenibbiltà huma wkoll direzzjonijiet ewlenin għall-iżvilupp tat-TPU fil-futur.
Ħin tal-posta: 09 ta' Awwissu 2024