ძირითადი მიმართულებები TPU– ს მომავალი განვითარებისათვის

TPU არის პოლიურეთანის თერმოპლასტიკური ელასტომერი, რომელიც წარმოადგენს მულტიფაზის ბლოკის კოპოლიმერს, რომელიც შედგება დიისოციანატებისგან, პოლიოლებისა და ჯაჭვის გაფართოებისგან. როგორც მაღალი ხარისხის ელასტომერი, TPU– ს აქვს ფართო სპექტრი პროდუქტის მიმართულებით და ფართოდ გამოიყენება ყოველდღიურ საჭიროებებში, სპორტულ მოწყობილობებში, სათამაშოებში, დეკორაციულ მასალებში და სხვა სფეროებში, მაგალითად, ფეხსაცმლის მასალები, შლანგები, კაბელები, სამედიცინო მოწყობილობები და ა.შ.

ამჟამად, TPU– ს მთავარი ნედლეულის მწარმოებლები მოიცავს BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua ახალი მასალებიდა ა.შ. საშინაო საწარმოების განლაგებითა და შესაძლებლობების გაფართოებით, TPU ინდუსტრია ამჟამად ძალიან კონკურენტუნარიანია. ამასთან, მაღალი დონის განაცხადის სფეროში, იგი კვლავ ეყრდნობა იმპორტს, რაც ასევე არის ის სფერო, რომელსაც ჩინეთს სჭირდება მიღწევების მისაღწევად. მოდით ვისაუბროთ TPU პროდუქტების მომავალი ბაზრის პერსპექტივებზე.

1. სუპერკრიტიკული ქაფის E-TPU

2012 წელს Adidas- მა და BASF- მა ერთობლივად შეიმუშავეს ფეხსაცმლის ბრენდის EnergyBoost, რომელიც იყენებს ქაფის TPU- ს (სავაჭრო სახელის Infinergy), როგორც midsole მასალას. პოლიეთერის TPU- ს ნაპირის სიმტკიცე 80-85 სიმტკიცე, როგორც სუბსტრატი, EVA midsoles– სთან შედარებით, TPU– ს ქაფის შუალედებს კვლავ შეუძლიათ შეინარჩუნონ კარგი ელასტიურობა და რბილობა 0-ზე ქვემოთ გარემოში, რაც აუმჯობესებს კომფორტს და ფართოდ აღიარებულია ბაზარზე.
2. ბოჭკოვანი რკინა შეცვლილი TPU კომპოზიციური მასალა

TPU– ს აქვს კარგი ზემოქმედების წინააღმდეგობა, მაგრამ ზოგიერთ განაცხადში საჭიროა მაღალი ელასტიური მოდული და ძალიან რთული მასალები. მინის ბოჭკოვანი გამაგრების მოდიფიკაცია ჩვეულებრივ გამოყენებული ტექნიკაა მასალების ელასტიური მოდულის გასაზრდელად. მოდიფიკაციის გზით, თერმოპლასტიკური კომპოზიციური მასალები, რომელთაც აქვთ მრავალი უპირატესობა, როგორიცაა მაღალი ელასტიური მოდული, კარგი იზოლაცია, ძლიერი სითბოს წინააღმდეგობა, კარგი ელასტიური აღდგენის შესრულება, კოროზიის კარგი წინააღმდეგობა, ზემოქმედების წინააღმდეგობა, გაფართოების დაბალი კოეფიციენტი და განზომილებიანი სტაბილურობა.

BASF– მა შემოიტანა ტექნოლოგია მაღალი მოდულის ბოჭკოვანი გამაგრებული TPU მომზადების მიზნით, მისი პატენტში მინის მოკლე ბოჭკოების გამოყენებით. TPU, რომელსაც აქვს ნაპირის D სიმტკიცე 83, სინთეზირდა პოლიტეტროფლუორეთილენის გლიკოლის (PTMEG, MN = 1000), MDI და 1,4-ბუტანედიოლი (BDO) შერევით 1,3-პროპანედიოლით, როგორც ნედლეული. ეს TPU შეავსეს შუშის ბოჭკოსთან ერთად 52:48 მასობრივი თანაფარდობით, რათა მიიღოთ კომპოზიციური მასალა ელასტიური მოდულით 18.3 GPA და დაძაბული სიმტკიცით 244 MPa.

შუშის ბოჭკოს გარდა, ასევე არსებობს ცნობები პროდუქტების შესახებ ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციური TPU, მაგალითად, Covestro's Maezio ნახშირბადის ბოჭკოვანი/TPU კომპოზიციური დაფა, რომელსაც აქვს ელასტიური მოდული 100 გპა -მდე და უფრო დაბალი სიმკვრივე, ვიდრე მეტალები.
3. ჰალოგენის უფასო ალი ჩამორჩენილი TPU

TPU- ს აქვს მაღალი სიძლიერე, მაღალი სიმკაცრე, აცვიათ შესანიშნავი წინააღმდეგობა და სხვა თვისებები, რაც მას ძალიან შესაფერისი მასალად აქცევს მავთულხლართებსა და კაბელებისთვის. მაგრამ განაცხადის სფეროებში, როგორიცაა დატენვის სადგურები, საჭიროა ცეცხლის უფრო მაღალი ჩამორჩენა. ზოგადად, TPU– ს ცეცხლის ჩამორჩენილი შესრულების გასაუმჯობესებლად ორი გზა არსებობს. ერთი არის რეაქტიული ცეცხლის ჩამორჩენილი მოდიფიკაცია, რომელიც გულისხმობს ცეცხლის ჩამორჩენილი მასალების, როგორიცაა პოლიოლები ან იზოციანატები, რომლებიც შეიცავს ფოსფორს, აზოტს და სხვა ელემენტებს TPU– ს სინთეზში ქიმიური კავშირის საშუალებით; მეორე არის დანამატის ალი ჩამორჩენილი მოდიფიკაცია, რომელიც გულისხმობს TPU- ს, როგორც სუბსტრატის გამოყენებას და დნობის შერევისთვის ალი retardants.

რეაქტიულმა მოდიფიკაციამ შეიძლება შეცვალოს TPU- ს სტრუქტურა, მაგრამ როდესაც დანამატის ალი retardant- ის რაოდენობა დიდია, TPU- ს სიძლიერე მცირდება, დამუშავების შესრულება გაუარესდება და მცირე თანხის დამატება ვერ მიაღწევს საჭირო ცეცხლის ჩამორჩენილ დონეს. ამჟამად, არ არსებობს კომერციულად ხელმისაწვდომი მაღალი ცეცხლის ჩამორჩენილი პროდუქტი, რომელსაც ნამდვილად შეუძლია დააკმაყოფილოს დატენვის სადგურების გამოყენება.

ყოფილი Bayer MaterialScience (ახლანდელი Kostron) ერთხელ შემოიღო ორგანული ფოსფორი, რომელიც შეიცავს პოლიოლს (IHPO), რომელიც დაფუძნებულია ფოსფინის ოქსიდზე პატენტში. Polyether TPU სინთეზირებულია IHPO- სგან, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI და BDO- სგან, აჩვენებს შესანიშნავი ალი ჩამორჩენილობას და მექანიკურ თვისებებს. ექსტრუზიის პროცესი გლუვია, ხოლო პროდუქტის ზედაპირი გლუვია.

ჰალოგენისგან თავისუფალი ალი retardants– ის დამატება ამჟამად ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტექნიკური მარშრუტია ჰალოგენისგან თავისუფალი ალი retardant TPU მომზადებისთვის. საერთოდ, ფოსფორის დაფუძნებული, აზოტით დაფუძნებული, სილიკონზე დაფუძნებული, ბორის დაფუძნებული ალი retardants არის რთული, ან ლითონის ჰიდროქსიდები გამოიყენება როგორც ალი retardants. TPU– ს თანდაყოლილი აალების გამო, ცეცხლის ჩამორჩენილი ოდენობის ოდენობა 30% -ზე მეტს ხშირად სჭირდება წვის დროს სტაბილური ცეცხლის ჩამორჩენილი ფენის შესაქმნელად. ამასთან, როდესაც დამატებული ალი retardant- ის ოდენობა დიდია, ალი retardant არათანაბრად დაიშალა TPU სუბსტრატში, ხოლო ალი retardant TPU– ს მექანიკური თვისებები არ არის იდეალური, რაც ასევე ზღუდავს მის გამოყენებას და პოპულარიზაციას ისეთ სფეროებში, როგორიცაა შლანგები, ფილმები და კაბელები.

BASF- ის პატენტი წარმოგიდგენთ ალი-გამოსწორების TPU ტექნოლოგიას, რომელიც აერთიანებს მელამინის პოლიფოსფატს და ფოსფორს, რომელიც შეიცავს ფოსფინის მჟავას წარმოებულს, როგორც ცეცხლის ჩამორჩენილ პირებს TPU- ით წონის საშუალო მოლეკულური წონით, ვიდრე 150 კგდართან. გაირკვა, რომ ცეცხლის ჩამორჩენილი შესრულება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა მაღალი დაძაბულობის სიმტკიცის მიღწევისას.

მასალის დაძაბულობის სიმტკიცის კიდევ უფრო გასაუმჯობესებლად, BASF– ის პატენტი წარმოგიდგენთ იზოციანატების შემცველი აგენტის სამაგისტრო მაგისტრის მომზადების მეთოდს. ამ ტიპის Masterbatch- ის 2% -ს დაამატებთ კომპოზიციას, რომელიც აკმაყოფილებს UL94V-0 ფლეიმის ჩამორჩენილ მოთხოვნებს, შეიძლება გაზარდოს მასალის დაძაბულობის სიმტკიცე 35MPA- დან 40MPA- მდე, ხოლო V-0 Flame ჩამორჩენილი შესრულების შენარჩუნებისას.

ცეცხლის შემსუბუქებული TPU– ს სითბოს დაბერების წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად, პატენტიLinghua ახალი მასალების კომპანიაასევე წარმოგიდგენთ ზედაპირული დაფარული ლითონის ჰიდროქსიდების გამოყენების მეთოდს, როგორც ალი retardants. ალტერნატიული TPU- ს ჰიდროლიზის წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად,Linghua ახალი მასალების კომპანიაშემოიტანა ლითონის კარბონატი მელამინის ალი retardant- ის დამატების საფუძველზე, სხვა საპატენტო განაცხადში.

4. TPU საავტომობილო საღებავების დაცვის ფილმისთვის

მანქანის საღებავის დაცვის ფილმი არის დამცავი ფილმი, რომელიც ჰაერიდან ჰაერიდან იზოლირებს ინსტალაციის შემდეგ, ხელს უშლის მჟავა წვიმას, ჟანგვას, ნაკაწრებს და უზრუნველყოფს საღებავის ზედაპირის ხანგრძლივ დაცვას. მისი მთავარი ფუნქციაა ინსტალაციის შემდეგ მანქანის საღებავის ზედაპირის დაცვა. საღებავების დაცვის ფილმი ზოგადად შედგება სამი ფენისგან, ზედაპირზე თვითმკურნალობის საფარით, შუაში პოლიმერული ფილმი და ქვედა ფენაზე აკრილის წნევა მგრძნობიარე წებოვანი. TPU არის ერთ - ერთი მთავარი მასალა შუალედური პოლიმერული ფილმების მომზადების მიზნით.

საღებავების დაცვის ფილმში გამოყენებული TPU– ს შესრულების მოთხოვნები შემდეგია: ნაკაწრების წინააღმდეგობა, მაღალი გამჭვირვალეობა (მსუბუქი გადაცემის> 95%), დაბალი ტემპერატურის მოქნილობა, მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა, დაძაბულობის სიმტკიცე> 50MPa, გახანგრძლივება> 400%და ნაპირს 87-93; ყველაზე მნიშვნელოვანი შესრულება არის ამინდის წინააღმდეგობა, რომელიც მოიცავს ულტრაიისფერი დაბერების წინააღმდეგობას, თერმული ჟანგვითი დეგრადაციას და ჰიდროლიზს.

ამჟამინდელი სექსუალური პროდუქტები არის ალიფატური TPU მომზადებული დიციკლოჰექსილის დიისოციანატისგან (H12MDI) და პოლიკაპროლაქტონის დიოლიდან, როგორც ნედლეული. ჩვეულებრივი არომატული TPU აშკარად ყვითელს აქცევს ულტრაიისფერი დასხივების ერთდღიანი დღის შემდეგ, ხოლო ალიფატური TPU, რომელიც გამოიყენება მანქანის შესაფუთი ფილმისთვის, შეუძლია შეინარჩუნოს მოყვითალო კოეფიციენტი იმავე პირობებში მნიშვნელოვანი ცვლილებების გარეშე.
პოლი (ε - კაპროლაქტონი) TPU– ს აქვს უფრო დაბალანსებული შესრულება პოლიეთერთან და პოლიესტერ TPU– სთან შედარებით. ერთი მხრივ, მას შეუძლია გამოავლინოს ჩვეულებრივი პოლიესტერ TPU– ს შესანიშნავი ცრემლსადენი წინააღმდეგობა, ხოლო მეორეს მხრივ, იგი ასევე აჩვენებს დაბალი კომპრესიის მუდმივ დეფორმაციას და პოლიეთერ TPU– ს მაღალი რეაგირების შესრულებას, რითაც ფართოდ გამოიყენება ბაზარზე.

პროდუქტის ხარჯების ეფექტურობის სხვადასხვა მოთხოვნების გამო, ბაზრის სეგმენტაციის შემდეგ, ზედაპირული საფარის ტექნოლოგიისა და წებოვანი ფორმულის კორექტირების უნარის გაუმჯობესებით, ასევე არსებობს შანსი პოლიეთერით ან ჩვეულებრივი პოლიესტერი H12MDI ალიფატური TPU, რომელიც მომავალში უნდა იქნას გამოყენებული.

5. ბიობაზა TPU

ბიოზე დაფუძნებული TPU- ს მომზადების საერთო მეთოდია პოლიმერიზაციის პროცესში ბიოზე დაფუძნებული მონომერების ან შუამავლების დანერგვა, მაგალითად, ბიოზე დაფუძნებული იზოციანატები (მაგალითად, MDI, PDI), ბიოზე დაფუძნებული პოლიოლები და ა.შ., მათ შორის, ბიობაზანური იზოციანატები შედარებით იშვიათია ბაზარზე, ხოლო ბიობიანი პოლიოლები უფრო გავრცელებულია.

ბიოზე დაფუძნებული იზოციანატების თვალსაზრისით, 2000 წლის დასაწყისში, BASF, Covestro და სხვებმა დიდი ძალისხმევა ჩაიდინეს PDI კვლევაში, ხოლო PDI პროდუქტების პირველი ჯგუფი ბაზარზე 2015-2016 წლებში შეიყვანეს. Wanhua Chemical- მა შეიმუშავა 100% ბიო დაფუძნებული TPU პროდუქტები, რომლებიც იყენებენ ბიოზე დაფუძნებულ PDI- ს, რომელიც დამზადებულია სიმინდის ღეროდან.

ბიოზე დაფუძნებული პოლიოლების თვალსაზრისით, მასში შედის ბიოზე დაფუძნებული პოლიტეტროფლუორეთილენი (PTMEG), ბიოზე დაფუძნებული 1,4-ბუტანედიოლი (BDO), ბიოზე დაფუძნებული 1,3-პროპანედიოლი (PDO), BIO– ზე დაფუძნებული პოლიეთერული პოლიოლების პოლიოლებით, და ა.შ.

დღეისათვის, TPU– ს მრავალმა მწარმოებლებმა წამოიწყეს ბიო დაფუძნებული TPU, რომლის შესრულება შედარებულია ტრადიციულ პეტროქიმიურ TPU– სთან. ამ ბიოზე დაფუძნებულ TPU– ს შორის ძირითადი განსხვავება მდგომარეობს ბიოზე დაფუძნებული შინაარსის დონეზე, ზოგადად, 30% -დან 40% -მდე, ზოგს კი უფრო მაღალი დონის მიღწევა. ტრადიციულ პეტროქიმიურ TPU– სთან შედარებით, ბიოზე დაფუძნებულ TPU– ს აქვს უპირატესობა, როგორიცაა ნახშირბადის ემისიის შემცირება, ნედლეულის მდგრადი რეგენერაცია, მწვანე წარმოება და რესურსების დაცვა. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical დაLinghua ახალი მასალებიდაიწყეს თავიანთი ბიო დაფუძნებული TPU ბრენდები, ხოლო ნახშირბადის შემცირება და მდგრადობა ასევე წარმოადგენს TPU– ს განვითარების მნიშვნელოვან მიმართულებებს მომავალში.