TPU-ի ապագա զարգացման հիմնական ուղղությունները

TPU-ն պոլիուրեթանային ջերմապլաստիկ էլաստոմեր է, որը բազմաֆազ բլոկային համապոլիմեր է՝ կազմված դիիզոցիանատներից, պոլիոլներից և շղթայի երկարացնողներից։ Որպես բարձր արդյունավետության էլաստոմեր, TPU-ն ունի արտադրանքի ներքևի ուղղությունների լայն տեսականի և լայնորեն օգտագործվում է ամենօրյա կարիքների, սպորտային սարքավորումների, խաղալիքների, դեկորատիվ նյութերի և այլ ոլորտներում, ինչպիսիք են կոշիկի նյութերը, գուլպաները, մալուխները, բժշկական սարքերը և այլն:

Ներկայումս TPU հումքի հիմնական արտադրողները ներառում են BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua նոր նյութեր, և այլն։ Ներքին ձեռնարկությունների դասավորության և կարողությունների ընդլայնման պայմաններում TPU արդյունաբերությունը ներկայումս բարձր մրցունակ է: Այնուամենայնիվ, բարձրակարգ կիրառական ոլորտում այն ​​դեռևս հենվում է ներմուծման վրա, որը նաև այն ոլորտն է, որը Չինաստանին անհրաժեշտ է բեկումնային տեղաշարժերի հասնելու համար: Եկեք խոսենք TPU արտադրանքի ապագա շուկայական հեռանկարների մասին:

1. Գերկրիտիկական փրփրացող E-TPU

2012-ին Adidas-ը և BASF-ը համատեղ մշակեցին EnergyBoost վազքի կոշիկի ապրանքանիշը, որն օգտագործում է փրփրված TPU (առևտրային անվանումը infinergy) որպես միջնամասի նյութ: Պոլիեթրային TPU-ի օգտագործման շնորհիվ Shore A-ի կարծրությամբ 80-85 որպես հիմք, համեմատած EVA միջի ներբանների հետ, փրփրված TPU միջնամասերը դեռ կարող են պահպանել լավ առաձգականություն և փափկություն 0 ℃-ից ցածր միջավայրում, ինչը բարելավում է կրելու հարմարավետությունը և լայնորեն ճանաչված է: շուկան։
2. Օպտիկամանրաթելային ամրացված ձևափոխված TPU կոմպոզիտային նյութ

TPU-ն ունի լավ ազդեցության դիմադրություն, սակայն որոշ ծրագրերում պահանջվում են բարձր առաձգական մոդուլ և շատ կոշտ նյութեր: Ապակե մանրաթելերի ամրապնդման ձևափոխումը սովորաբար օգտագործվող տեխնիկա է նյութերի առաձգական մոդուլը մեծացնելու համար: Փոփոխությունների միջոցով կարելի է ձեռք բերել ջերմապլաստիկ կոմպոզիտային նյութեր բազմաթիվ առավելություններով, ինչպիսիք են բարձր առաձգական մոդուլը, լավ մեկուսացումը, ուժեղ ջերմակայունությունը, լավ առաձգական վերականգնման արդյունավետությունը, լավ կոռոզիոն դիմադրությունը, ազդեցության դիմադրությունը, ընդարձակման ցածր գործակիցը և ծավալային կայունությունը:

BASF-ն իր արտոնագրում ներկայացրել է բարձր մոդուլով ապակեպլաստե ամրացված TPU-ի պատրաստման տեխնոլոգիա՝ օգտագործելով ապակե կարճ մանրաթելեր: 83 Shore D կարծրությամբ TPU-ն սինթեզվել է՝ որպես հումք պոլիտետրաֆտորէթիլենգլիկոլը (PTMEG, Mn=1000), MDI և 1,4-բուտանեդիոլը (BDO) խառնելով 1,3-պրոպանադիոլի հետ։ Այս TPU-ն 52:48 զանգվածային հարաբերակցությամբ միացվել է ապակե մանրաթելին, որպեսզի ստացվի կոմպոզիտային նյութ՝ 18,3 ԳՊա առաձգական մոդուլով և 244 ՄՊա առաձգական ուժով:

Բացի ապակե մանրաթելից, կան նաև հաղորդումներ ածխածնային մանրաթելից կոմպոզիտային TPU օգտագործող ապրանքների մասին, ինչպիսին է Covestro-ի Maezio ածխածնի մանրաթելից/TPU կոմպոզիտային տախտակը, որն ունի մինչև 100 ԳՊա առաձգական մոդուլ և ավելի ցածր խտություն, քան մետաղները:
3. Հալոգեն ազատ կրակի հետաձգող TPU

TPU-ն ունի բարձր ամրություն, բարձր ամրություն, գերազանց մաշվածության դիմադրություն և այլ հատկություններ, ինչը այն դարձնում է շատ հարմար պատյան լարերի և մալուխների համար: Բայց կիրառական ոլորտներում, ինչպիսիք են լիցքավորման կայանները, պահանջվում է ավելի բարձր բոցավառություն: Ընդհանուր առմամբ, կա երկու եղանակ՝ բարելավելու TPU-ի բոցավառման արդյունավետությունը: Մեկը ռեակտիվ բոցավառող ձևափոխումն է, որը ներառում է բոցավառող նյութերի ներմուծումը, ինչպիսիք են պոլիոլները կամ իզոցիանատները, որոնք պարունակում են ֆոսֆոր, ազոտ և այլ տարրեր TPU-ի սինթեզում քիմիական կապի միջոցով: Երկրորդը հավելումային բոցավառման ձևափոխումն է, որը ներառում է TPU-ի օգտագործումը որպես հիմք և ավելացնելով բոցավառող միջոցներ հալեցման համար:

Ռեակտիվ մոդիֆիկացիան կարող է փոխել TPU-ի կառուցվածքը, բայց երբ հավելանյութի բոցավառման քանակությունը մեծ է, TPU-ի ուժը նվազում է, մշակման կատարումը վատանում է, և փոքր քանակի ավելացումը չի կարող հասնել բոցավառման պահանջվող մակարդակին: Ներկայումս չկա կոմերցիոն հասանելի բարձր բոցավառող արտադրանք, որն իսկապես կարող է բավարարել լիցքավորման կայանների կիրառումը:

Նախկին Bayer MaterialScience-ը (այժմ՝ Կոստրոն) ժամանակին արտոնագրում ներկայացրել է օրգանական ֆոսֆոր պարունակող պոլիոլ (IHPO)՝ հիմնված ֆոսֆինի օքսիդի վրա: IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI և BDO-ից սինթեզված պոլիեթերային TPU-ն ցուցադրում է գերազանց բոցավառություն և մեխանիկական հատկություններ: Էքստրուզիայի գործընթացը հարթ է, իսկ արտադրանքի մակերեսը հարթ է:

Հալոգեն չպարունակող բոցավառող նյութերի ավելացումը ներկայումս ամենատարածված տեխնիկական երթուղին է հալոգենազերծ բոցավառվող TPU պատրաստելու համար: Ընդհանրապես, ֆոսֆորի վրա հիմնված, ազոտի վրա հիմնված, սիլիցիումի վրա հիմնված, բորի վրա հիմնված բոցավառող նյութերը խառնվում են կամ մետաղական հիդրօքսիդները օգտագործվում են որպես բոցավառող միջոցներ: TPU-ի բնածին դյուրավառության պատճառով հաճախ պահանջվում է ավելի քան 30% բոցավառող լցման քանակություն՝ այրման ժամանակ կայուն բոցավառող շերտ ձևավորելու համար: Այնուամենայնիվ, երբ ավելացված բոցավառման քանակությունը մեծ է, բոցավառող նյութը անհավասարորեն ցրվում է TPU սուբստրատի մեջ, և բոցավառող TPU-ի մեխանիկական հատկությունները իդեալական չեն, ինչը նաև սահմանափակում է դրա կիրառումը և առաջխաղացումը այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են գուլպաները, թաղանթները: , և մալուխներ։

BASF-ի արտոնագիրը ներկայացնում է բոցավառվող TPU տեխնոլոգիա, որը միախառնում է մելամինային պոլիֆոսֆատը և ֆոսֆինաթթվի ֆոսֆոր պարունակող ածանցյալը, որպես բոցավառման հետաձգող TPU-ի հետ, որի միջին քաշը 150 կԴա-ից բարձր է: Պարզվել է, որ կրակի հետաձգման գործունակությունը զգալիորեն բարելավվել է բարձր առաձգական ուժի ձեռքբերման ժամանակ:

Նյութի առաձգական ուժն ավելի մեծացնելու համար BASF-ի արտոնագիրը ներկայացնում է իզոցիանատներ պարունակող խաչաձև կապող նյութերի գլխավոր խմբաքանակի պատրաստման մեթոդ: Այս տեսակի գլխավոր խմբաքանակի 2%-ի ավելացումը մի կոմպոզիցիայի մեջ, որը համապատասխանում է UL94V-0 բոցավառման պահանջներին, կարող է բարձրացնել նյութի առաձգական ուժը 35 ՄՊա-ից մինչև 40 ՄՊա՝ պահպանելով V-0 բոցավառման արդյունավետությունը:

Բոցավառվող TPU-ի ջերմային ծերացման դիմադրությունը բարելավելու համար արտոնագրված էLinghua New Materials Companyնաև ներկայացնում է մակերեսային ծածկույթով մետաղական հիդրօքսիդների օգտագործման մեթոդ՝ որպես բոցավառվող նյութեր: Բոցավառվող TPU-ի հիդրոլիզի դիմադրությունը բարելավելու համար,Linghua New Materials Companyմեկ այլ արտոնագրային հայտում ներմուծել է մետաղի կարբոնատ՝ հիմք ընդունելով մելամինի բոցավառող նյութի ավելացումը:

4. TPU ավտոմոբիլային ներկերի պաշտպանության ֆիլմի համար

Ավտոմեքենայի ներկի պաշտպանության թաղանթը պաշտպանիչ թաղանթ է, որը տեղադրումից հետո մեկուսացնում է ներկի մակերեսը օդից, կանխում է թթվային անձրևը, օքսիդացումը, քերծվածքները և ապահովում է ներկի մակերեսի երկարատև պաշտպանությունը: Դրա հիմնական գործառույթն է պաշտպանել մեքենայի ներկի մակերեսը տեղադրումից հետո: Ներկերի պաշտպանության թաղանթն ընդհանուր առմամբ բաղկացած է երեք շերտից՝ մակերեսի վրա ինքնաբուժվող ծածկույթով, մեջտեղում՝ պոլիմերային թաղանթով և ներքևի շերտում՝ ակրիլային ճնշման նկատմամբ զգայուն սոսինձով: TPU-ն միջանկյալ պոլիմերային թաղանթների պատրաստման հիմնական նյութերից մեկն է:

Ներկերի պաշտպանության թաղանթում օգտագործվող TPU-ի կատարողականի պահանջները հետևյալն են. կարծրության միջակայքը 87-93; Ամենակարևոր կատարումը եղանակային դիմադրությունն է, որը ներառում է դիմադրություն ուլտրամանուշակագույն ծերացմանը, ջերմային օքսիդատիվ քայքայմանը և հիդրոլիզին:

Ներկայումս հասուն արտադրանքը ալիֆատիկ TPU-ն է, որը պատրաստված է դիցիկլոհեքսիլ դիիզոցիանատից (H12MDI) և պոլիկապրոլակտոն դիոլից՝ որպես հումք: Սովորական անուշաբույր TPU-ն տեսանելիորեն դեղնում է մեկ օր ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից հետո, մինչդեռ ալիֆատիկ TPU-ն, որն օգտագործվում է մեքենայի փաթաթման թաղանթի համար, կարող է պահպանել իր դեղնացման գործակիցը առանց էական փոփոխությունների նույն պայմաններում:
Poly (ε – caprolactone) TPU-ն ունի ավելի հավասարակշռված կատարում՝ համեմատած պոլիեթերի և պոլիեսթերի TPU-ի հետ: Մի կողմից, այն կարող է ցուցադրել սովորական պոլիեսթեր TPU-ի գերազանց պատռվածքի դիմադրություն, մինչդեռ մյուս կողմից այն ցույց է տալիս նաև ցածր սեղմման մշտական ​​դեֆորմացիա և պոլիէթեր TPU-ի բարձր ետադարձ կատարողականություն, այդպիսով լայնորեն օգտագործվում է շուկայում:

Շուկայական հատվածից հետո արտադրանքի ծախսարդյունավետության տարբեր պահանջների պատճառով, մակերևույթի ծածկույթի տեխնոլոգիայի և սոսինձի բանաձևի ճշգրտման կարողության բարելավմամբ, կա նաև հնարավորություն, որ պոլիէթեր կամ սովորական պոլիեսթեր H12MDI ալիֆատիկ TPU կիրառվի ներկերի պաշտպանության թաղանթների վրա ապագայում:

5. Biobased TPU

Բիո-հիմնված TPU-ի պատրաստման ընդհանուր մեթոդը պոլիմերացման գործընթացում կենսաբանական մոնոմերների կամ միջանկյալ նյութերի ներմուծումն է, ինչպիսիք են կենսաբանական իզոցիանատները (ինչպիսիք են MDI, PDI), կենսաբանական հիմքով պոլիոլները և այլն: շուկայում, մինչդեռ բիոբիոլները ավելի տարածված են:

Ինչ վերաբերում է կենսաբանական հիմքով իզոցիանատներին, արդեն 2000թ.-ին BASF-ը, Covestro-ն և այլոք մեծ ջանքեր են ներդրել PDI-ի հետազոտության մեջ, և PDI արտադրանքի առաջին խմբաքանակը շուկա է հանվել 2015-2016 թվականներին: Wanhua Chemical-ը մշակել է 100% կենսաբանական հիմքով TPU արտադրանք՝ օգտագործելով եգիպտացորենի սնկով պատրաստված կենսաբանական PDI:

Կենսաբանական հիմքով պոլիոլների առումով այն ներառում է կենսաբանական հիմքով պոլիտետրաֆտորէթիլեն (PTMEG), կենսաբանական հիմքով 1,4-բութանեդիոլ (BDO), կենսաբանական հիմքով 1,3-պրոպանեդիոլ (PDO), կենսաբանական հիմքով պոլիեսթեր պոլիոլներ, կենսաբանական հիմքով պոլիէթեր պոլիոլներ և այլն:

Ներկայումս բազմաթիվ TPU արտադրողներ գործարկել են կենսաբանական հիմքով TPU, որի արդյունավետությունը համեմատելի է ավանդական նավթաքիմիական TPU-ի հետ: Կենսաբանական վրա հիմնված այս TPU-ների միջև հիմնական տարբերությունը կայանում է bio-ի վրա հիմնված բովանդակության մակարդակում, որը սովորաբար տատանվում է 30% -ից մինչև 40%, իսկ որոշները նույնիսկ հասնում են ավելի բարձր մակարդակների: Ավանդական նավթաքիմիական TPU-ի համեմատ, կենսաբանական հիմքով TPU-ն ունի առավելություններ, ինչպիսիք են ածխածնի արտանետումների նվազեցումը, հումքի կայուն վերածնում, կանաչ արտադրությունը և ռեսուրսների պահպանումը: BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical ևLinghua նոր նյութերգործարկել են իրենց կենսաբանական TPU ապրանքանիշերը, և ածխածնի նվազեցումը և կայունությունը նույնպես ապագայում TPU-ի զարգացման հիմնական ուղղություններն են: