Rêbazên sereke ji bo pêşkeftina pêşerojê ya TPU

TPU elastomerêke termoplastîk a polîuretanê ye, ku kopolimereke blokê ya pirqonaxî ye ku ji dîîzosîyanat, polîol û dirêjkerên zincîrê pêk tê. Wekî elastomerêke performansa bilind, TPU xwedî rêzek berfireh a rêwerzên hilberên jêrîn e û bi berfirehî di pêdiviyên rojane, alavên werzîşê, pêlîstok, materyalên xemilandinê û warên din de, wekî materyalên pêlavan, lûleyên avê, kabloyan, amûrên bijîşkî û hwd. tê bikar anîn.

Niha, hilberînerên sereke yên madeya xav a TPU ev in: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Materyalên Nû yên Linghua, û hwd. Bi berfirehbûna plansazî û kapasîteya pargîdaniyên navxweyî re, pîşesaziya TPU niha pir reqabetê dike. Lêbelê, di warê sepanên asta bilind de, ew hîn jî xwe dispêre hawirdekirinê, ku ev jî qadek e ku Çîn hewce dike ku tê de serkeftinan bi dest bixe. Werin em li ser perspektîfên bazara pêşerojê ya hilberên TPU biaxivin.

1. E-TPU ya kefkirina superkrîtîk

Di sala 2012an de, Adidas û BASF bi hev re marqeya pêlavên bazdanê EnergyBoost pêş xistin, ku TPUya kefkirî (navê bazirganî Infinergy) wekî materyalê navîn ê tabanê bikar tîne. Ji ber karanîna TPUya polîeter a bi hişkiya Shore A ya 80-85 wekî substrat, li gorî navînên EVA, navînên TPUya kefkirî dikarin di hawîrdorên di bin 0 ℃ de elastîkbûn û nermbûnek baş biparêzin, ku rehetiya lixwekirinê baştir dike û di sûkê de bi berfirehî tê nasîn.
2. Materyalê kompozît ê TPU yê guherandî yê bi fîberê ve xurtkirî

TPU xwedî berxwedana bandorê ya baş e, lê di hin karan de, modulusa elastîk a bilind û materyalên pir hişk hewce ne. Guhertina xurtkirina fîbera camê teknîkek gelemperî ye ku ji bo zêdekirina modulusa elastîk a materyalan tê bikar anîn. Bi rêya guhertinê, materyalên kompozît ên termoplastîk bi gelek avantajan wekî modulusa elastîk a bilind, îzolasyona baş, berxwedana germê ya bihêz, performansa baş a vegerandina elastîk, berxwedana baş a korozyonê, berxwedana bandorê, katsayiya nizm a berfirehbûnê, û aramiya pîvanî dikarin werin bidestxistin.

BASF di patenta xwe de teknolojiyek ji bo amadekirina TPU ya bi fîberglassa bilind-qutkirî bi karanîna fîberên kurt ên cam destnîşan kiriye. TPU-yek bi hişkiya Shore D ya 83 bi tevlihevkirina polîtetrafluoroethylene glycol (PTMEG, Mn=1000), MDI, û 1,4-butanediol (BDO) bi 1,3-propanediol wekî madeyên xav hate sentezkirin. Ev TPU bi fîbera cam bi rêjeyek girseyî ya 52:48 hate tevlihev kirin da ku materyalek kompozît bi modulusek elastîk a 18.3 GPa û berxwedana kişandinê ya 244 MPa were bidestxistin.

Ji bilî fîbera cam, raporên hilberên ku TPU-ya kompozît a fîbera karbonê bikar tînin jî hene, wekî panela kompozît a fîbera karbonê/TPU ya Maezio ya Covestro, ku xwedan modulek elastîk heya 100GPa û densiteya wê ji metalan kêmtir e.
3. TPU ya agirkuj a bê halogen

TPU xwedî hêz, hişkbûn, berxwedana li hember aşînê ya pir baş û taybetmendiyên din e, ku ew dike materyalek qalikê pir guncaw ji bo têl û kabloyan. Lê di warên serîlêdanê de wekî stasyonên barkirinê, pêdivî bi berxwedana agir a bilindtir heye. Bi gelemperî du rê hene ku performansa berxwedana agir a TPU baştir bikin. Yek ji wan guherîna berxwedana agir a reaktîf e, ku tê de materyalên berxwedana agir ên wekî polîol an îzosîyanatên ku fosfor, nîtrojen û hêmanên din dihewînin bi rêya girêdana kîmyewî têne danîn nav senteza TPU; Ya duyemîn guherîna berxwedana agir a zêdekirî ye, ku tê de karanîna TPU wekî substrat û lêzêdekirina berxwedana agir ji bo tevlihevkirina helandinê heye.

Guhertina reaktîf dikare avahiya TPU biguherîne, lê gava ku mîqdara pêveka agirkuj a zêde mezin be, hêza TPU kêm dibe, performansa pêvajoyê xirab dibe, û zêdekirina mîqdarek piçûk nikare asta agirkuj a pêwîst bi dest bixe. Niha, ti hilberek agirkuj a bilind a bazirganî tune ye ku bi rastî dikare serîlêdana stasyonên barkirinê bicîh bîne.

Bayer MaterialScience ya berê (niha Kostron) carekê polîolek (IHPO) ya ku fosfora organîk tê de heye û li ser bingeha oksîda fosfînê ye, di patentekê de da nasandin. TPUya polîeter a ku ji IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, û BDO hatiye sentezkirin, berxwedana agir û taybetmendiyên mekanîkî yên pir baş nîşan dide. Pêvajoya derxistinê nerm e, û rûyê hilberê nerm e.

Zêdekirina agirkujên bê halojen niha rêya teknîkî ya herî gelemperî ye ji bo amadekirina TPU-ya agirkuj a bê halojen. Bi gelemperî, agirkujên li ser bingeha fosfor, nîtrojen, silîkon, boron wekî agirkuj têne tevlihevkirin an jî hîdroksîdên metal têne bikar anîn. Ji ber şewata xwezayî ya TPU-yê, ji bo çêkirina çînek agirkuj a stabîl di dema şewitandinê de, pir caran mîqdarek dagirtina agirkuj a ji %30 zêdetir hewce ye. Lêbelê, dema ku mîqdara agirkujê lêzêdekirî mezin be, agirkuj bi rengek nehevseng di binemaya TPU-yê de belav dibe, û taybetmendiyên mekanîkî yên agirkujê TPU-yê ne îdeal in, ku ev jî sepandin û pêşvebirina wê di warên wekî lûleyên avê, fîlm û kabloyan de sînordar dike.

Patenta BASF teknolojiyeke TPU ya agirnegir dide nasîn, ku polîfosfata melamînê û derivatîfeke asîda fosfînîk a ku fosfor tê de heye wekî agirnegir bi TPUya ku giraniya molekulî ya navînî ji 150kDa mezintir e re tevlihev dike. Hat dîtin ku performansa agirnegir bi girîngî baştir bûye dema ku hêza kişandinê ya bilind tê bidestxistin.

Ji bo ku berxwedana kişandinê ya materyalê bêtir were zêdekirin, patenta BASF rêbazek ji bo amadekirina masterbatch-a ajana girêdana xaçerêyî ya ku îzosîyanat tê de hene, pêşkêş dike. Zêdekirina %2 ji vê celebê masterbatch-ê li pêkhateyek ku şertên agirkujiya UL94V-0 bicîh tîne dikare berxwedana kişandinê ya materyalê ji 35MPa heta 40MPa zêde bike di heman demê de performansa agirkujiya V-0 biparêze.

Ji bo baştirkirina berxwedana pîrbûna germê ya TPU-ya agir-berxwedêr, patentaKompaniya Materyalên Nû ya Linghuaher wiha rêbazek ji bo bikaranîna hîdroksîdên metalên rûberû wekî retardantên agir pêşkêş dike. Ji bo baştirkirina berxwedana hîdrolîzê ya TPU-ya retardanta agir,Kompaniya Materyalên Nû ya Linghuakarbonata metal li ser bingeha zêdekirina melaminê agirkujê agir di serlêdana patentek din de destnîşan kir.

4. TPU ji bo fîlma parastina boyaxa otomobîlan

Fîlma parastina boyaxa otomobîlan fîlmek parastinê ye ku piştî sazkirinê rûyê boyaxê ji hewayê vediqetîne, pêşî li barana asîdê, oksîdasyonê, xêzikan digire û parastinek demdirêj ji bo rûyê boyaxê peyda dike. Karê wê yê sereke ew e ku rûyê boyaxa otomobîlan piştî sazkirinê biparêze. Fîlma parastina boyaxê bi gelemperî ji sê tebeqeyan pêk tê, bi pêçek xwe-başkirinê li ser rûyê, fîlmek polîmer li navîn, û zeliqek akrîlîk a hesas a zextê li ser tebeqeya jêrîn. TPU yek ji materyalên sereke ye ji bo amadekirina fîlmên polîmer ên navîn.

Pêdiviyên performansê ji bo TPU-ya ku di fîlima parastina boyaxê de tê bikar anîn ev in: berxwedana xêzkirinê, zelaliya bilind (veguhestina ronahiyê> 95%), nermbûna germahiya nizm, berxwedana germahiya bilind, berxwedana kişandinê> 50MPa, dirêjkirin> 400%, û rêza hişkiya Shore A 87-93; Performansa herî girîng berxwedana hewayê ye, ku berxwedana li hember pîrbûna UV, hilweşîna oksîdatîf a germî, û hîdrolîzê jî di nav xwe de digire.

Berhemên niha gihîştî TPUya alîfatîk in ku ji dîsîkloheksîl diîsosîyanat (H12MDI) û polîkaprolakton dîol wekî madeyên xav têne amadekirin. TPUya aromatîk a asayî piştî rojekê tîrêjên UV bi awayekî berbiçav zer dibe, lê TPUya alîfatîk a ku ji bo fîlima pêçandina otomobîlan tê bikar anîn dikare koefîsyenta xwe ya zerbûnê bêyî guhertinên girîng di heman şert û mercan de biparêze.
Polî (ε-kaprolakton) TPU li gorî polîeter û polîester TPU performansek hevsengtir heye. Ji aliyekî ve, ew dikare berxwedana çirandinê ya hêja ya TPUya polîester a asayî nîşan bide, lê ji aliyê din ve, ew deformasyona mayînde ya zexta kêm a berbiçav û performansa bilind a vegerandin a polîeter TPU nîşan dide, ji ber vê yekê di sûkê de bi berfirehî tê bikar anîn.

Ji ber daxwazên cûda yên ji bo lêçûn-bandoriya hilberê piştî dabeşkirina bazarê, bi başkirina teknolojiya pêçandina rû û şiyana verastkirina formula zeliqokê re, di pêşerojê de şansek heye ku di pêşerojê de polyether an jî polîester asayî H12MDI alîfatîk TPU li ser fîlimên parastina boyaxê were sepandin.

5. TPU ya biyolojîk

Rêbaza hevpar ji bo amadekirina TPU-ya biyolojîk ew e ku di dema pêvajoya polîmerîzasyonê de monomer an navbeynkarên biyolojîk werin danasîn, wek îzosîyanatên biyolojîk (wek MDI, PDI), polîolên biyolojîk, û hwd. Di nav wan de, îzosîyanatên biyolojîk di sûkê de nisbeten kêm in, lê polîolên biyolojîk gelemperîtir in.

Di warê îzosîyanatên biyolojîk de, ji sala 2000an vir ve, BASF, Covestro û yên din gelek hewl dane di lêkolîna PDI de, û koma yekem a berhemên PDI di salên 2015-2016an de ketin bazarê. Wanhua Chemical berhemên TPU yên %100 biyolojîk bi karanîna PDI ya biyolojîk a ji genimê genim hatî çêkirin pêşxistiye.

Ji hêla polîolên biyolojîkî ve, ew polîtetrafluoroetîlen (PTMEG) ya biyolojîkî, 1,4-butanediol (BDO) ya biyolojîkî, 1,3-propanediol (PDO) ya biyolojîkî, polîolên polîester ên biyolojîkî, polîolên polîeter ên biyolojîkî, û hwd. dihewîne.

Niha, gelek hilberînerên TPU-yan TPU-yên biyo-esasî dest bi kar kirine, ku performansa wan bi TPU-yên petrokimyayî yên kevneşopî re dişibihe. Cûdahiya sereke di navbera van TPU-yên biyo-esasî de di asta naveroka biyo-esasî de ye, bi gelemperî ji% 30 heta% 40 diguhere, û hin ji wan astên bilindtir jî bi dest dixin. Li gorî TPU-yên petrokimyayî yên kevneşopî, TPU-yên biyo-esasî xwedî avantajên wekî kêmkirina belavbûna karbonê, nûjenkirina domdar a madeyên xav, hilberîna kesk û parastina çavkaniyan in. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, ûMateryalên Nû yên Linghuamarqeyên xwe yên TPU yên biyolojîkî dest pê kirine, û kêmkirina karbonê û domdarî jî rêwerzên sereke ne ji bo pêşkeftina TPU di pêşerojê de.