Myndun, vinnsla, afköst og notkun TPU efna

TPU (hitaplastískt pólýúretan)er tegund af pólýúretan sem hægt er að mýkja með upphitun og leysa upp með leysiefnum. Í samanburði við pólýúretan sem blandast og er steypt, hefur hitaplastískt pólýúretan enga eða litla efnafræðilega þvertengingu í efnafræðilegri uppbyggingu og sameindir þess eru í grundvallaratriðum línulegar, en það er ákveðið magn af eðlisfræðilegum breytingum.
Hugtakið svokölluð eðlisfræðileg skipti, sem Schollenberger CS lagði fyrst til árið 1958, vísar til tilvistar afturkræfra „tengipunkta“ milli línulegra pólýúretan sameindakeðja þegar þær verða fyrir hita eða leysiefnum. Þetta er í raun ekki efnafræðileg þvertenging. En það virkar sem efnafræðileg þvertenging. Vegna þessarar eðlisfræðilegu þvertengingar myndar pólýúretanið ólíka formfræðilega uppbyggingu og vetnistengi pólýúretans styrkir formgerð þess og gerir það ónæmt fyrir meiri raka.

Hver er flokkun TPU?

Nú þegar við vitum hvað TPU er, hverjar eru flokkanir þess? Samkvæmt mismunandi flokkunarstöðlum getur TPU verið flokkað á marga vegu.

Til dæmis, samkvæmt uppbyggingu mjúka hlutans, má skipta honum í pólýester, pólýeter og bútadíen, sem innihalda esterhóp, eterhóp eða bútenhóp, talið í þeirri röð. Samkvæmt uppbyggingu harða hlutans má skipta honum í úretan og úretan úrea, sem eru unnin úr díólkeðjulengjum eða díamínkeðjulengjum, talið í þeirri röð. Algengasta skiptingin er pólýester og pólýeter.
Samkvæmt því hvort þvertenging er til staðar eða ekki má skipta því í hreint hitaplast og hálfhitaplast. Hið fyrra er hrein línuleg uppbygging án þvertenginga; hið síðara inniheldur lítið magn af allofanati og öðrum þvertengingum. Samkvæmt notkun fullunninna vara má skipta því í sérlagaða hluta (ýmsir vélrænir hlutar), pípur (slíður, stangir), filmur (plötur, blöð), lím, húðun og trefjar.

Hvernig er TPU myndað

Þó að TPU séu til í mörgum flokkum, þá tilheyra þau öll pólýúretan hvað varðar sameindabyggingu. Hvernig varð það til? Samkvæmt mismunandi myndunarferlum er það aðallega skipt í magnfjölliðun og lausnafjölliðun.

Í magnfjölliðun má skipta henni í forfjölliðunaraðferð og eins-þreps aðferð eftir því hvort forhvarf er til staðar: forfjölliðunaraðferðin felst í því að hvarfa díísósýanat við stórsameindadíól í ákveðinn tíma og síðan bæta við keðjulengingu til að framleiða TPU; Sameindadíól, díísóesterar og keðjulengingarefni eru blandað saman og hvarfað til að mynda TPU samtímis.
Lausnarpolymerun felst í því að leysa fyrst upp díísósýanat í leysi, síðan bæta við stórsameindadíóli til að láta það hvarfast í ákveðinn tíma og að lokum bæta við keðjulengjara til að mynda TPU.
Tegund mjúks hluta, mólþungi, innihald harðra hluta eða mjúkra hluta og samloðunarstaða TPU hefur áhrif á eðlisþyngd TPU. Eðlisþyngdin er á bilinu 1.10 til 1.25, sem er ekki marktækt frábrugðin öðrum gúmmíum og plasti. Við sömu hörku er eðlisþyngd pólýeter TPU lægri en pólýester TPU.

Hvernig er TPU unnið

TPU plastefni þarf að vinna til að framleiða fullunnar vörur og TPU er aðallega unnið með bræðsluaðferð og lausnaraðferð. Sameindabygging þess er stífur blokkur sem fæst með því að hvarfa dífenýlmetan díísósýanati (MDI) eða tólúen díísósýanati (TDI) við keðjulengjara og díísósýanat eins og dífenýlmetan díísósýanat (MDI) eða tólúen díísósýanat (TDI). Sameindir og stórsameinda pólýól hvarfast til skiptis og mynda sveigjanlega hluta.

Bræðsla er algeng ferli í plastiðnaðinum: svo sem blöndun, kalandrering, útdráttur, blástursmótun og mótun (þar á meðal innspýting, þjöppun, flutningur og skilvindun o.s.frv.). Lausnarvinnsla er upplausn köggla í leysum eða bein fjölliðun í leysum. Eftir að lausn hefur verið búin til er framkvæmd húðun, snúningur o.s.frv.
TPU er framleitt í lokaafurðina, sem þarfnast almennt ekki vúlkaniseringar og þverbindingarviðbragða, sem getur stytt framleiðsluferlið og úrgangsefni er hægt að endurvinna og endurnýta.

TPU afköst

Eins og steypt pólýúretan (fljótandi) og blandað pólýúretan (fast) hefur TPU mikla einingu, mikinn styrk, mikla teygjanleika og mikla teygjanleika, framúrskarandi slitþol, olíuþol, lághitaþol og öldrunarþol. Meðal þeirra eru mikill togstyrkur, mikil teygjanleiki og lágt langtímaþjöppunarþol sem eru allt mikilvægir kostir TPU.

1. Hár togstyrkur og mikil lenging
TPU hefur framúrskarandi togstyrk og teygju. Af gögnunum á myndinni hér að neðan má sjá að togstyrkur og teygju pólýeter TPU er mun betri en pólývínýlklóríð plasts og gúmmís.

Að auki getur TPU uppfyllt kröfur matvælaiðnaðarins án þess að bæta við eða fáum aukefnum í vinnsluferlinu, sem er erfitt fyrir önnur efni eins og PVC og gúmmí.

2. Seigla er mjög viðkvæm fyrir hitastigi
Seigla TPU vísar til þess hversu hratt það nær upprunalegri lögun sinni eftir að aflögunarspennan losnar, sem er táknað með endurheimtarorku, þ.e. hlutfallið milli vinnunnar við aflögun og þeirrar vinnu sem þarf til aflögunar. Þetta er fall af sveigjanleikastuðli og innri núningi teygjanleikans og er mjög viðkvæmt fyrir hitastigi.

Fjöðurinn minnkar með lækkandi hitastigi, þar til ákveðið hitastig er náð, og teygjanleikinn eykst hratt aftur. Þetta hitastig er kristöllunarhitastig mjúka hlutarins, sem er háð uppbyggingu stórsameindadíólsins, og pólýeter TPU er lægra en pólýester TPU. Við hitastig undir kristöllunarhitastigi verður elastómerið mjög hart og missir teygjanleika sinn, þess vegna er frákast svipað og frákast af hörðum málmyfirborði.

3. Hörkusviðið er Shore A60 ~ D80
Hörku er vísbending um getu efnis til að standast aflögun, skurði og rispur.
Hægt er að stilla hörku TPU með því að stilla hlutfall mjúkra og harðra keðjuhluta. Þess vegna hefur TPU tiltölulega breitt hörkusvið. Hörkusvið þess er frá Shore A60 til D80, sem nær yfir hörku gúmmí og plasts, og hefur breitt hörkusvið á öllu hörkusviðinu. Mikil teygjanleiki.
Með breytingu á hörku munu sumir eiginleikar TPU breytast. Til dæmis, ef hörku TPU er aukið, verða breytingar á afköstum eins og aukinn togstyrkur og rifstyrkur, aukinn stífleiki og þjöppunargeta (burðargeta), minnkaður teygjanleiki, aukinn þéttleiki og kraftmikil varmamyndun og aukin umhverfisþol.

Notkunarsvið TPU

TPU var fyrst markaðssett með góðum árangri af American Goodrich Chemical Company (nú Lubrizol) árið 1958 og hefur síðan verið rannsakað og þróað um allan heim. Meðal framleiðenda hráefna fyrir TPU eru nú aðallega BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical, Shanghai Hengan, Ruihua, Asahikawa Chemical og svo framvegis.
Sem teygjanlegt efni með framúrskarandi eiginleika er TPU fáanlegt í fjölbreyttum framleiðsluaðferðum og er mikið notað í daglegum nauðsynjum, íþróttavörum, leikföngum, skreytingarefnum og öðrum sviðum. Hér eru nokkur dæmi.
1. Skóefni
TPU er notað í skóefni aðallega vegna framúrskarandi teygjanleika þess og slitþols. Skófatnaður sem inniheldur TPU er mun þægilegri en venjulegur skófatnaður, þannig að hann er mikið notaður í hágæða skófatnað, sérstaklega suma íþróttaskó og frjálslega skó.


2. Slanga
Vegna þess að TPU slöngur eru mýktar, hafa góða togstyrk, höggþol og eru viðnámsþolnar við bæði háan og lágan hita, eru TPU slöngur mikið notaðar í Kína til flutninga á gasi og olíu í flugvélum, skriðdrekum, bílum, mótorhjólum, vélum og öðrum vélrænum búnaði.



3. Kapall
TPU býður upp á rifþol, slitþol og beygjueiginleika, og þol gegn háum og lágum hita er lykillinn að afköstum kapla. Þess vegna er TPU notað á kínverska markaðnum fyrir hágæða kapla, svo sem stjórnkapla og rafmagnskapla, til að vernda húðunarefni kapla með flóknum hönnunum, og notkun þess er sífellt að verða víðtækari.



4. Læknisfræði
TPU er öruggt, stöðugt og hágæða valkostur við PVC. Það inniheldur ekki skaðleg efni eins og ftalat og getur borist í blóð eða aðra vökva í lækningaleggjum eða lækningapokum og valdið aukaverkunum. TPU í útpressunar- og sprautuprófunarflokki er auðvelt að nota með smávægilegri aðlögun í núverandi PVC-búnaði.