Em 1958, a Goodrich Chemical Company (agora renomeada Lubrizol) registrou pela primeira vez a marca TPU Estane.Nos últimos 40 anos, existiram mais de 20 marcas em todo o mundo, e cada marca possui diversas séries de produtos.Atualmente, os fabricantes de matérias-primas de TPU incluem principalmente BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1. Categoria de TPU
De acordo com a estrutura do segmento macio, ele pode ser dividido em tipo poliéster, tipo poliéter e tipo butadieno, que contêm respectivamente grupo éster, grupo éter ou grupo buteno.
De acordo com a estrutura do segmento duro, ele pode ser dividido em tipo uretano e tipo uretano ureia, que são obtidos respectivamente a partir de extensores de cadeia de etilenoglicol ou extensores de cadeia de diamina.A classificação comum é dividida em tipo poliéster e tipo poliéter.
De acordo com a presença ou ausência de reticulação, pode ser dividido em termoplástico puro e semitermoplástico.
O primeiro possui uma estrutura linear pura e sem ligações cruzadas;Este último contém uma pequena quantidade de ligações cruzadas, como o éster do ácido alofânico.
De acordo com a utilização dos produtos acabados, eles podem ser divididos em peças perfiladas (vários elementos da máquina), tubos (bainhas, perfis de barras), filmes (chapas, chapas finas), adesivos, revestimentos, fibras, etc.
2. Síntese de TPU
O TPU pertence ao poliuretano em termos de estrutura molecular.Então, como isso se agregou?
De acordo com diferentes processos de síntese, é dividido principalmente em polimerização em massa e polimerização em solução.
Na polimerização em massa, também pode ser dividida em método de pré-polimerização e método de uma etapa com base na presença ou ausência de pré-reação:
O método de pré-polimerização envolve a reação do diisocianato com dióis macromoleculares por um determinado período de tempo antes de adicionar extensão de cadeia para produzir TPU;
O método de uma etapa envolve misturar e reagir simultaneamente dióis macromoleculares, diisocianatos e extensores de cadeia para formar TPU.
A polimerização em solução envolve primeiro a dissolução do diisocianato em um solvente, depois a adição de dióis macromoleculares para reagir por um determinado período de tempo e, finalmente, a adição de extensores de cadeia para gerar TPU.
O tipo de segmento macio de TPU, peso molecular, conteúdo de segmento duro ou macio e estado de agregação de TPU podem afetar a densidade do TPU, com uma densidade de aproximadamente 1,10-1,25, e não há diferença significativa em comparação com outras borrachas e plásticos.
Com a mesma dureza, a densidade do TPU do tipo poliéter é inferior à do TPU do tipo poliéster.
3. Processamento de TPU
As partículas de TPU requerem vários processos para formar o produto final, principalmente usando métodos de fusão e solução para processamento de TPU.
O processamento de fusão é um processo comumente usado na indústria de plásticos, como mistura, laminação, extrusão, moldagem por sopro e moldagem;
O processamento de soluções é o processo de preparação de uma solução dissolvendo partículas em um solvente ou polimerizando-as diretamente em um solvente e, em seguida, revestindo, girando e assim por diante.
O produto final feito de TPU geralmente não requer reação de reticulação de vulcanização, o que pode encurtar o ciclo de produção e reciclar resíduos.
4. Desempenho do TPU
TPU tem alto módulo, alta resistência, alto alongamento e elasticidade, excelente resistência ao desgaste, resistência ao óleo, resistência a baixas temperaturas e resistência ao envelhecimento.
Alta resistência à tração, alto alongamento e baixa taxa de deformação permanente por compressão a longo prazo são vantagens significativas do TPU.
XiaoU irá elaborar principalmente sobre as propriedades mecânicas do TPU a partir de aspectos como resistência à tração e alongamento, resiliência, dureza, etc.
Alta resistência à tração e alto alongamento
TPU possui excelente resistência à tração e alongamento.A partir dos dados da figura abaixo, podemos ver que a resistência à tração e o alongamento do poliéter tipo TPU são muito melhores do que os do plástico e da borracha de cloreto de polivinila.
Além disso, o TPU pode atender aos requisitos da indústria alimentícia com poucos ou nenhum aditivo adicionado durante o processamento, o que também é difícil de ser alcançado por outros materiais, como PVC e borracha.
A resiliência é muito sensível à temperatura
A resiliência do TPU refere-se ao grau em que ele se recupera rapidamente ao seu estado original após o alívio da tensão de deformação, expressa como energia de recuperação, que é a razão entre o trabalho de retração da deformação e o trabalho necessário para produzir a deformação.É função do módulo dinâmico e do atrito interno de um corpo elástico e é muito sensível à temperatura.
A recuperação diminui com a diminuição da temperatura até uma certa temperatura, e a elasticidade aumenta novamente rapidamente.Esta temperatura é a temperatura de cristalização do segmento mole, que é determinada pela estrutura do diol macromolecular.O TPU do tipo poliéter é inferior ao TPU do tipo poliéster.Em temperaturas abaixo da temperatura de cristalização, o elastômero torna-se muito duro e perde sua elasticidade.Portanto, a resiliência é semelhante a um rebote da superfície de um metal duro.
A faixa de dureza é Shore A60-D80
A dureza é um indicador da capacidade de um material de resistir à deformação, arranhões e arranhões.
A dureza do TPU é geralmente medida usando testadores de dureza Shore A e Shore D, com Shore A usado para TPUs mais macios e Shore D usado para TPUs mais duros.
A dureza do TPU pode ser ajustada ajustando a proporção de segmentos de cadeia moles e duros.Portanto, o TPU possui uma faixa de dureza relativamente ampla, variando de Shore A60-D80, abrangendo a dureza da borracha e do plástico, e possui alta elasticidade em toda a faixa de dureza.
À medida que a dureza muda, algumas propriedades do TPU podem mudar.Por exemplo, aumentar a dureza do TPU resultará em alterações de desempenho, como aumento do módulo de tração e resistência ao rasgo, aumento da rigidez e tensão de compressão (capacidade de carga), diminuição do alongamento, aumento da densidade e geração dinâmica de calor e aumento da resistência ambiental.
5. Aplicação de TPU
Como um excelente elastômero, o TPU tem uma ampla gama de produtos downstream e é amplamente utilizado em necessidades diárias, artigos esportivos, brinquedos, materiais decorativos e outros campos.
Materiais para calçados
O TPU é usado principalmente em materiais para calçados devido à sua excelente elasticidade e resistência ao desgaste.Os calçados que contêm TPU são muito mais confortáveis de usar do que os calçados normais, por isso são mais amplamente utilizados em calçados de alta qualidade, especialmente alguns calçados esportivos e casuais.
mangueira
Devido à sua suavidade, boa resistência à tração, resistência ao impacto e resistência a altas e baixas temperaturas, as mangueiras TPU são amplamente utilizadas na China como mangueiras de gás e óleo para equipamentos mecânicos, como aeronaves, tanques, automóveis, motocicletas e máquinas-ferramentas.
cabo
O TPU oferece resistência ao rasgo, resistência ao desgaste e características de flexão, sendo a resistência a altas e baixas temperaturas a chave para o desempenho do cabo.Assim, no mercado chinês, cabos avançados, como cabos de controle e cabos de alimentação, usam TPUs para proteger os materiais de revestimento de designs de cabos complexos, e suas aplicações estão se tornando cada vez mais difundidas.
Dispositivos médicos
O TPU é um material substituto de PVC seguro, estável e de alta qualidade, que não contém ftalatos e outras substâncias químicas nocivas e migra para o sangue ou outros líquidos no cateter médico ou bolsa médica para causar efeitos colaterais.É também um TPU especialmente desenvolvido para extrusão e injeção.
filme
O filme TPU é um filme fino feito de material granular TPU por meio de processos especiais, como laminação, fundição, sopro e revestimento.Devido à sua alta resistência, resistência ao desgaste, boa elasticidade e resistência às intempéries, os filmes de TPU são amplamente utilizados nas indústrias, materiais para calçados, montagem de roupas, automotivo, químico, eletrônico, médico e outros campos.
Horário da postagem: 05 de fevereiro de 2020