Ang TPU ay isang polyurethane thermoplastic elastomer, na kung saan ay isang multiphase block copolymer na binubuo ng mga diisocyanates, polyols, at chain extender. Bilang isang mataas na pagganap na elastomer, ang TPU ay may malawak na hanay ng mga direksyon ng produkto ng agos at malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na pangangailangan, kagamitan sa palakasan, laruan, pandekorasyon na materyales, at iba pang mga patlang, tulad ng mga materyales sa sapatos, hose, cable, medikal na aparato, atbp.
Sa kasalukuyan, ang pangunahing tagagawa ng hilaw na materyal ng TPU ay kasama ang BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Mga bagong materyales sa Linghua, at iba pa. Gamit ang layout at pagpapalawak ng kapasidad ng mga domestic enterprise, ang industriya ng TPU ay kasalukuyang lubos na mapagkumpitensya. Gayunpaman, sa larangan ng high-end na aplikasyon, umaasa pa rin ito sa mga pag-import, na kung saan ay isang lugar din na kailangang makamit ng China ang mga breakthrough. Pag-usapan natin ang tungkol sa hinaharap na mga prospect ng merkado ng mga produktong TPU.
1. Supercritical foaming e-tpu
Noong 2012, ang Adidas at BASF ay magkakasamang binuo ang tumatakbo na brand ng Sapatos na EnergyBoost, na gumagamit ng foamed TPU (trade name infinergy) bilang midsole material. Dahil sa paggamit ng polyether TPU na may baybayin ng isang katigasan ng 80-85 bilang substrate, kumpara sa EVA midsoles, ang mga foamed TPU midsoles ay maaari pa ring mapanatili ang mahusay na pagkalastiko at lambot sa mga kapaligiran sa ibaba 0 ℃, na nagpapabuti sa pagsusuot ng ginhawa at malawak na kinikilala sa merkado.
2. Fiber Reinforced Modified TPU Composite Material
Ang TPU ay may mahusay na paglaban sa epekto, ngunit sa ilang mga aplikasyon, kinakailangan ang mataas na nababanat na modulus at napakahirap na materyales. Ang pagbabago ng glass fiber reinforcement ay isang karaniwang ginagamit na pamamaraan upang madagdagan ang nababanat na modulus ng mga materyales. Sa pamamagitan ng pagbabago, ang mga thermoplastic composite na materyales na may maraming mga pakinabang tulad ng mataas na nababanat na modulus, mahusay na pagkakabukod, malakas na paglaban ng init, mahusay na nababanat na pagganap ng pagbawi, mahusay na paglaban ng kaagnasan, paglaban ng epekto, mababang koepisyent ng pagpapalawak, at dimensional na katatagan ay maaaring makuha.
Ipinakilala ng BASF ang isang teknolohiya para sa paghahanda ng mataas na modulus fiberglass reinforced TPU gamit ang mga glass short fibers sa patent nito. Ang isang TPU na may tigas na baybayin ng 83 ay na-synthesize sa pamamagitan ng paghahalo ng polytetrafluoroethylene glycol (Ptmeg, Mn = 1000), MDI, at 1,4-butanediol (BDO) na may 1,3-propanediol bilang mga hilaw na materyales. Ang TPU na ito ay pinagsama ng glass fiber sa isang ratio ng masa na 52:48 upang makakuha ng isang pinagsama -samang materyal na may isang nababanat na modulus na 18.3 GPa at isang makunat na lakas na 244 MPa.
Bilang karagdagan sa glass fiber, mayroon ding mga ulat ng mga produkto gamit ang carbon fiber composite TPU, tulad ng Covestro's Maezio carbon fiber/TPU composite board, na may isang nababanat na modulus hanggang sa 100GPA at isang mas mababang density kaysa sa mga metal.
3. Halogen Free Flame Retardant TPU
Ang TPU ay may mataas na lakas, mataas na katigasan, mahusay na paglaban sa pagsusuot at iba pang mga pag -aari, ginagawa itong isang angkop na materyal na kaluban para sa mga wire at cable. Ngunit sa mga patlang ng aplikasyon tulad ng mga istasyon ng singilin, kinakailangan ang mas mataas na retardancy ng apoy. Sa pangkalahatan ay may dalawang paraan upang mapagbuti ang pagganap ng retardant ng apoy ng TPU. Ang isa ay reaktibo na pagbabago ng retardant ng apoy, na nagsasangkot ng pagpapakilala ng mga materyales na retardant ng apoy tulad ng mga polyol o isocyanates na naglalaman ng posporus, nitrogen, at iba pang mga elemento sa synthesis ng TPU sa pamamagitan ng bonding ng kemikal; Ang pangalawa ay ang additive flame retardant modification, na nagsasangkot sa paggamit ng TPU bilang ang substrate at pagdaragdag ng mga retardant ng apoy para sa pagtunaw ng paghahalo.
Ang reaktibo na pagbabago ay maaaring baguhin ang istraktura ng TPU, ngunit kapag ang dami ng additive flame retardant ay malaki, ang lakas ng TPU ay bumababa, lumala ang pagganap ng pagproseso, at ang pagdaragdag ng isang maliit na halaga ay hindi makamit ang kinakailangang antas ng retardant ng apoy. Sa kasalukuyan, walang magagamit na komersyal na mataas na apoy na retardant na produkto na maaaring matugunan ang aplikasyon ng mga istasyon ng singilin.
Ang dating Bayer materialscience (ngayon Kostron) ay isang beses ipinakilala ang isang organikong posporus na naglalaman ng polyol (IHPO) batay sa phosphine oxide sa isang patent. Ang polyether TPU synthesized mula sa IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, at BDO ay nagpapakita ng mahusay na apoy retardancy at mechanical properties. Ang proseso ng extrusion ay makinis, at ang ibabaw ng produkto ay makinis.
Ang pagdaragdag ng mga retardant na flame na flame ay kasalukuyang pinaka-karaniwang ginagamit na ruta ng teknikal para sa paghahanda ng Halogen-free na apoy retardant TPU. Karaniwan, ang batay sa posporus, batay sa nitrogen, batay sa silikon, ang mga retardant na batay sa boron ay pinagsama o metal hydroxides ay ginagamit bilang mga retardant ng apoy. Dahil sa likas na pagkasunog ng TPU, ang isang halaga ng pagpuno ng apoy na higit sa 30% ay madalas na kinakailangan upang makabuo ng isang matatag na layer ng apoy sa panahon ng pagkasunog. Gayunpaman, kapag ang halaga ng flame retardant na idinagdag ay malaki, ang flame retardant ay hindi pantay na nakakalat sa substrate ng TPU, at ang mga mekanikal na katangian ng apoy retardant TPU ay hindi perpekto, na nililimitahan din ang aplikasyon at pagsulong nito sa mga patlang tulad ng mga hoses, pelikula, at mga cable.
Ang patent ng BASF ay nagpapakilala ng isang teknolohiyang TPU ng apoy-retardant, na pinaghalo ang melamine polyphosphate at isang posporus na naglalaman ng derivative ng phosphinic acid bilang mga retardant ng apoy na may TPU na may timbang na average na molekular na timbang na higit sa 150kDa. Napag -alaman na ang pagganap ng retardant ng apoy ay makabuluhang napabuti habang nakamit ang mataas na lakas ng tensyon.
Upang higit pang mapahusay ang makunat na lakas ng materyal, ipinakilala ng patent ng BASF ang isang pamamaraan para sa paghahanda ng crosslinking agent masterbatch na naglalaman ng mga isocyanates. Ang pagdaragdag ng 2% ng ganitong uri ng masterbatch sa isang komposisyon na nakakatugon sa UL94V-0 na mga kinakailangan sa retardant ng apoy ay maaaring dagdagan ang makunat na lakas ng materyal mula sa 35MPa hanggang 40MPa habang pinapanatili ang pagganap ng V-0 Flame retardant.
Upang mapagbuti ang paglaban ng init ng pag-iipon ng apoy-retardant TPU, ang patent ngLinghua New Materials CompanyIpinakikilala din ang isang paraan ng paggamit ng ibabaw na pinahiran na metal hydroxides bilang mga retardant ng apoy. Upang mapagbuti ang paglaban ng hydrolysis ng apoy-retardant TPU,Linghua New Materials CompanyIpinakilala ang metal carbonate batay sa pagdaragdag ng melamine flame retardant sa isa pang application ng patent.
4. TPU para sa film na proteksyon ng pintura ng automotiko
Ang pelikula ng proteksyon ng pintura ng kotse ay isang proteksiyon na pelikula na naghihiwalay sa ibabaw ng pintura mula sa hangin pagkatapos ng pag-install, pinipigilan ang pag-ulan ng acid, oksihenasyon, mga gasgas, at nagbibigay ng pangmatagalang proteksyon para sa ibabaw ng pintura. Ang pangunahing pag -andar nito ay upang maprotektahan ang ibabaw ng pintura ng kotse pagkatapos ng pag -install. Ang pelikulang proteksyon ng pintura sa pangkalahatan ay binubuo ng tatlong mga layer, na may isang pagpapagaling sa sarili sa ibabaw, isang polymer film sa gitna, at isang acrylic pressure-sensitive adhesive sa ilalim na layer. Ang TPU ay isa sa mga pangunahing materyales para sa paghahanda ng mga intermediate polymer films.
Ang mga kinakailangan sa pagganap para sa TPU na ginamit sa film na proteksyon ng pintura ay ang mga sumusunod: paglaban sa gasgas, mataas na transparency (light transmittance> 95%), mababang-temperatura na kakayahang umangkop, mataas na temperatura na paglaban, lakas ng tensile> 50MPa, pagpahaba> 400%, at baybayin ang isang katigasan na saklaw ng 87-93; Ang pinakamahalagang pagganap ay ang paglaban sa panahon, na kinabibilangan ng paglaban sa pag -iipon ng UV, thermal oxidative marawal na kalagayan, at hydrolysis.
Ang kasalukuyang mga mature na produkto ay aliphatic TPU na inihanda mula sa dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) at polycaprolactone diol bilang mga hilaw na materyales. Ang ordinaryong aromatic TPU ay malinaw na nagiging dilaw pagkatapos ng isang araw ng pag -iilaw ng UV, habang ang aliphatic TPU na ginamit para sa film na pambalot ng kotse ay maaaring mapanatili ang koepisyent ng yellowing nang walang makabuluhang pagbabago sa ilalim ng parehong mga kondisyon.
Ang poly (ε - caprolactone) Ang TPU ay may mas balanseng pagganap kumpara sa polyether at polyester TPU. Sa isang banda, maaari itong magpakita ng mahusay na paglaban ng luha ng ordinaryong polyester TPU, habang sa kabilang banda, nagpapakita rin ito ng natitirang mababang compression permanenteng pagpapapangit at mataas na rebound na pagganap ng polyether TPU, sa gayon ay malawakang ginagamit sa merkado.
Dahil sa iba't ibang mga kinakailangan para sa pagiging epektibo ng gastos sa produkto pagkatapos ng segment ng merkado, na may pagpapabuti ng teknolohiya ng patong na patong at malagkit na kakayahang pagsasaayos ng formula, mayroon ding pagkakataon para sa polyether o ordinaryong polyester H12MDI aliphatic TPU na mailalapat sa mga pelikulang proteksyon ng pintura sa hinaharap.
5. Biobased TPU
Ang karaniwang pamamaraan para sa paghahanda ng bio batay sa TPU ay upang ipakilala ang mga monomer na batay sa bio o mga tagapamagitan sa panahon ng proseso ng polymerization, tulad ng mga bio batay sa isocyanates (tulad ng MDI, PDI), bio batay sa polyols, atbp.
Sa mga tuntunin ng mga isocyanates na batay sa bio, kasing aga ng 2000, BASF, Covestro, at iba pa ay namuhunan ng maraming pagsisikap sa pananaliksik ng PDI, at ang unang pangkat ng mga produktong PDI ay inilagay sa merkado noong 2015-2016. Ang Wanhua Chemical ay nakabuo ng 100% na mga produktong TPU batay sa Bio gamit ang Bio based PDI na ginawa mula sa Corn Stover.
Sa mga tuntunin ng mga polyol na batay sa bio, kasama nito ang bio batay sa polytetrafluoroethylene (PTMEG), batay sa bio na batay sa 1,4-butanediol (BDO), Bio batay sa 1,3-propanediol (PDO), bio batay sa polyester polyols, bio based polyether polyols, atbp.
Sa kasalukuyan, maraming mga tagagawa ng TPU ang naglunsad ng bio batay sa TPU, na ang pagganap ay maihahambing sa tradisyonal na TPU na batay sa petrochemical. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga bio na batay sa TPU ay namamalagi sa antas ng nilalaman na batay sa bio, sa pangkalahatan ay mula sa 30% hanggang 40%, na may ilang kahit na nakamit ang mas mataas na antas. Kung ikukumpara sa tradisyonal na TPU na batay sa petrochemical, ang TPU batay sa BIO ay may mga pakinabang tulad ng pagbabawas ng mga paglabas ng carbon, napapanatiling pagbabagong -buhay ng mga hilaw na materyales, berdeng produksyon, at pag -iingat ng mapagkukunan. Basf, covestro, lubrizol, wanhua kemikal, atMga bagong materyales sa LinghuaInilunsad ang kanilang mga tatak na batay sa Bio, at ang pagbabawas ng carbon at pagpapanatili ay mga pangunahing direksyon din para sa pag -unlad ng TPU sa hinaharap.
Oras ng Mag-post: Aug-09-2024