A TPU é um elastômero termoplástico de poliuretano, que é um copolímero de bloco multifásico composto por diisocianatos, polióis e extensores de cadeia. Como um elastômero de alto desempenho, a TPU possui uma ampla gama de direções de produtos a jusante e é amplamente utilizada em necessidades diárias, equipamentos esportivos, brinquedos, materiais decorativos e outros campos, como materiais de calçados, mangueiras, cabos, dispositivos médicos, etc.
Atualmente, os principais fabricantes de matérias -primas da TPU incluem BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Novos materiais, e assim por diante. Com o layout e a expansão da capacidade das empresas domésticas, a indústria da TPU é atualmente altamente competitiva. No entanto, no campo de aplicação de ponta, ele ainda depende de importações, que também é uma área em que a China precisa alcançar.
1. E-TPU de espuma supercrítica
Em 2012, a Adidas e a BASF desenvolveram em conjunto a marca de tênis de corrida Energyboost, que usa TPU com espuma (Nome comercial Infinegy) como material de entressola. Devido ao uso de TPU poliéter com uma dureza de 80 a 85 como substrato, em comparação com os médios da EVA, a Midsols de TPU com espuma ainda pode manter uma boa elasticidade e suavidade em ambientes abaixo de 0 ℃, o que melhora o uso de conforto e é amplamente reconhecido no mercado.
2. Material composto de TPU modificado reforçado com fibra
A TPU tem uma boa resistência ao impacto, mas em algumas aplicações, são necessários módulos elásticos e materiais muito difíceis. A modificação de reforço de fibra de vidro é uma técnica comumente usada para aumentar o módulo de elástico dos materiais. Através da modificação, materiais compósitos termoplásticos com muitas vantagens, como alto módulo de elástico, bom isolamento, forte resistência ao calor, bom desempenho de recuperação elástica, boa resistência à corrosão, resistência ao impacto, baixo coeficiente de expansão e estabilidade dimensional.
A BASF introduziu uma tecnologia para preparar a TPU reforçada com fibra de vidro de alto módulo usando fibras curtas de vidro em sua patente. Uma TPU com uma dureza em terra D 83 foi sintetizada misturando politetrafluoroetileno glicol (Ptmeg, Mn = 1000), MDI e 1,4-butanodiol (BDO) com 1,3-propanodiol como matérias-primas. Esta TPU foi composta com fibra de vidro em uma razão de massa de 52:48 para obter um material composto com um módulo elástico de 18,3 GPa e uma resistência à tração de 244 MPa.
Além da fibra de vidro, também existem relatos de produtos usando TPU composto de fibra de carbono, como a placa composta de fibra de carbono Maezio da Covestro/TPU, que possui um módulo de elástico de até 100 GPa e uma densidade mais baixa que os metais.
3. TPU retardador de chama livre de halogênio
A TPU possui alta resistência, alta resistência, excelente resistência ao desgaste e outras propriedades, tornando -o um material de bainha muito adequado para fios e cabos. Mas em campos de aplicação, como estações de carregamento, é necessário um retardamento de chama mais alto. Geralmente, existem duas maneiras de melhorar o desempenho retardador da chama da TPU. Um é a modificação retardante da chama reativa, que envolve a introdução de materiais retardadores de chama, como polióis ou isocianatos, contendo fósforo, nitrogênio e outros elementos na síntese de TPU através da ligação química; O segundo é a modificação retardadora de chama aditiva, que envolve o uso da TPU como substrato e adicionar retardantes de chama para mistura de fusão.
A modificação reativa pode alterar a estrutura da TPU, mas quando a quantidade de retardador de chama aditiva é grande, a força da TPU diminui, o desempenho do processamento se deteriora e a adição de uma pequena quantidade não pode atingir o nível de retardador de chama necessário. Atualmente, não existe um produto retardador de alta chama disponível comercialmente que possa realmente atender à aplicação de estações de carregamento.
O antigo material da Bayer (agora Kostron) uma vez introduziu um fósforo orgânico contendo poliol (IHPO) baseado no óxido de fosfina em uma patente. A TPU poliéter sintetizou a partir de IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI e BDO exibe excelente retardância de chama e propriedades mecânicas. O processo de extrusão é suave e a superfície do produto é suave.
Atualmente, a adição de retardadores de chama sem halogênio é a rota técnica mais usada para preparar TPU retardador de chama sem halogênio. Geralmente, os retardadores de chama à base de nitrogênio, à base de nitrogênio, à base de nitrogênio, à base de silício são compostos ou hidróxidos de metal são usados como retardadores de chama. Devido à inflamabilidade inerente da TPU, é necessária uma quantidade de preenchimento retardador de chama de mais de 30% para formar uma camada estável de retardador de chama durante a combustão. No entanto, quando a quantidade de retardador de chama adicionada é grande, o retardador de chama é desigualmente disperso no substrato da TPU, e as propriedades mecânicas do TPU retardador de chama não são ideais, o que também limita sua aplicação e promoção em campos como mangueiras, filmes e cabos.
A patente da BASF introduz uma tecnologia TPU retardante da chama, que combina o polifosfato de melamina e um fósforo que contém derivado de ácido fosfínico como retardadoras de chama com TPU com um peso molecular médio maior que 150kDa. Verificou -se que o desempenho retardador da chama foi significativamente melhorado ao obter alta resistência à tração.
Para melhorar ainda mais a resistência à tração do material, a patente da BASF apresenta um método para preparar o agente de reticulação Masterbatch contendo isocianatos. A adição de 2% desse tipo de masterbatch a uma composição que atende aos requisitos de retardador de chama UL94V-0 pode aumentar a resistência à tração do material de 35MPa para 40MPa, mantendo o desempenho retardador da chama V-0.
Para melhorar a resistência ao envelhecimento do calor da TPU retardante da chama, a patente deLinghua New Materials CompanyTambém apresenta um método de uso de hidróxidos de metal revestidos de superfície como retardadores de chama. Para melhorar a resistência à hidrólise da TPU retardadora de chamas,Linghua New Materials CompanyIntroduziu carbonato de metal com base na adição de retardador de chama de melamina em outro pedido de patente.
4. TPU para filme de proteção de tinta automotiva
O filme de proteção de tinta de carro é um filme de proteção que isola a superfície da tinta do ar após a instalação, impede a chuva ácida, a oxidação, arranha e fornece proteção duradoura para a superfície da tinta. Sua principal função é proteger a superfície da tinta do carro após a instalação. O filme de proteção de tinta geralmente consiste em três camadas, com um revestimento de auto-cicatrização na superfície, um filme de polímero no meio e um adesivo sensível à pressão acrílica na camada inferior. A TPU é um dos principais materiais para a preparação de filmes de polímeros intermediários.
Os requisitos de desempenho para TPU usados no filme de proteção de tinta são os seguintes: resistência a arranhões, alta transparência (transmitância de luz> 95%), flexibilidade de baixa temperatura, resistência de alta temperatura, resistência à tração> 50MPa, alongamento> 400%e margem de dureza de 87-93; O desempenho mais importante é a resistência climática, que inclui resistência ao envelhecimento UV, degradação oxidativa térmica e hidrólise.
Os produtos atualmente maduros são TPU alifáticos preparados a partir de diiol de diciclo -hexil (H12MDI) e diol de policaprolactona como matérias -primas. A TPU aromática comum fica visivelmente amarela após um dia de irradiação UV, enquanto a TPU alifática usada para filme de embrulho de carro pode manter seu coeficiente de amarelecimento sem alterações significativas nas mesmas condições.
A TPU de poli (ε - caprolactona) tem um desempenho mais equilibrado em comparação com a TPU de poliéter e poliéster. Por um lado, ele pode exibir uma excelente resistência a lágrimas da TPU de poliéster comum, enquanto, por outro lado, também demonstra deformação permanente de baixa compressão e desempenho permanente de alta recuperação de TPU de poliéter, sendo amplamente utilizado no mercado.
Devido a diferentes requisitos para a relação custo-benefício do produto após a segmentação do mercado, com a melhoria da tecnologia de revestimento de superfície e capacidade de ajuste de fórmula adesiva, também há uma chance de TPU alifático de poliéter ou poliéster com comum a ser aplicado a filmes de proteção de tinta no futuro.
5. TPU baseado em biológica
O método comum para a preparação de TPU baseado em Biologia é introduzir monômeros ou intermediários de base biológica durante o processo de polimerização, como isocianatos baseados em biodomégio (como MDI, PDI), polióis baseados em biocoloração, etc., entre eles, os poliololos mais comuns.
Em termos de isocianatos baseados em bio, já em 2000, BASF, Covestro e outros investiram muito esforço na pesquisa de PDI, e o primeiro lote de produtos de PDI foi colocado no mercado em 2015-2016. A Wanhua Chemical desenvolveu produtos de TPU 100% baseados em Bio, usando PDI de base biológica feita a partir de fogão de milho.
Em termos de polióis baseados em bio, inclui politetrafluoroetileno de base biológica (PTMEG), BIO baseado em 1,4-butanodiol (BDO), Bio baseado em 1,3-propanodiol (PDO), poliols baseados em Bio, poliéter baseado em BIO, etc.
Atualmente, vários fabricantes de TPU lançaram a TPU BIO, cujo desempenho é comparável à TPU tradicional baseada em petroquímica. A principal diferença entre essas TPUs baseadas em Bio está no nível de conteúdo de base biológica, geralmente variando de 30% a 40%, com alguns até alcançando níveis mais altos. Comparado à TPU baseada em petroquímica tradicional, a TPU baseada em biocomissão tem vantagens, como reduzir as emissões de carbono, regeneração sustentável de matérias -primas, produção verde e conservação de recursos. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical eLinghua Novos materiaisLançaram suas marcas de TPU baseadas em Bio, e a redução e a sustentabilidade do carbono também são instruções -chave para o desenvolvimento da TPU no futuro.
Hora de postagem: agosto-09-2024