TPU estas poliuretana termoplasta elastomero, kiu estas plurfaza blokkopolimero komponita el diizocianatoj, polioloj kaj ĉenplilongigiloj. Kiel alt-efikeca elastomero, TPU havas vastan gamon da produktaj direktoj kaj estas vaste uzata en ĉiutagaj necesaĵoj, sportekipaĵo, ludiloj, ornamaj materialoj kaj aliaj kampoj, kiel ŝumaterialoj, hosoj, kabloj, medicinaj aparatoj, ktp.
Nuntempe, la ĉefaj fabrikantoj de krudmaterialoj por TPU inkluzivas BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Novaj Materialoj, kaj tiel plu. Kun la aranĝo kaj kapacito-vastiĝo de hejmaj entreprenoj, la TPU-industrio nuntempe estas tre konkurenciva. Tamen, en la kampo de altkvalitaj aplikoj, ĝi ankoraŭ dependas de importado, kio ankaŭ estas areo, en kiu Ĉinio bezonas atingi sukcesojn. Ni parolu pri la estontaj merkataj perspektivoj de TPU-produktoj.
1. Superkritika ŝaŭma E-TPU
En 2012, Adidas kaj BASF kune disvolvis la markon de kurŝuoj EnergyBoost, kiu uzas ŝaŭmitan TPU (komerca nomo infinergy) kiel la materialon de la mezsulko. Pro la uzo de polietera TPU kun malmoleco Shore A de 80-85 kiel substrato, kompare kun EVA-mezsulkoj, ŝaŭmitaj TPU-mezsulkoj ankoraŭ povas konservi bonan elastecon kaj molecon en medioj sub 0 ℃, kio plibonigas la portan komforton kaj estas vaste agnoskita en la merkato.
2. Fibro-plifortigita modifita TPU-kompozita materialo
TPU havas bonan reziston al frakoj, sed en iuj aplikoj necesas alta elasta modulo kaj tre malmolaj materialoj. Modifo per vitrofibra plifortigo estas ofte uzata tekniko por pliigi la elastan modulon de materialoj. Per modifo, oni povas akiri termoplastajn kompozitajn materialojn kun multaj avantaĝoj, kiel alta elasta modulo, bona izolado, forta varmorezisto, bona elasta resaniĝa kapablo, bona korodrezisto, frakrezisto, malalta dilatiĝkoeficiento kaj dimensia stabileco.
BASF enkondukis en sia patento teknologion por prepari alt-modulan vitrofibro-plifortigitan TPU uzante mallongajn vitrofibrojn. TPU kun Shore D-malmoleco de 83 estis sintezita miksante politetrafluoroetilenan glikolon (PTMEG, Mn=1000), MDI, kaj 1,4-butanediolon (BDO) kun 1,3-propanediolo kiel krudmaterialojn. Ĉi tiu TPU estis kunmetita kun vitrofibro en masa proporcio de 52:48 por akiri kompozitan materialon kun elasta modulo de 18.3 GPa kaj streĉa forto de 244 MPa.
Aldone al vitrofibro, ekzistas ankaŭ raportoj pri produktoj uzantaj karbonfibran kompozitan TPU, kiel ekzemple la karbonfibro/TPU-kompozita tabulo Maezio de Covestro, kiu havas elastan modulon ĝis 100GPa kaj pli malaltan densecon ol metaloj.
3. Halogena senflama TPU
TPU havas altan forton, altan durecon, bonegan eluziĝreziston kaj aliajn ecojn, igante ĝin tre taŭga ingomaterialo por dratoj kaj kabloj. Sed en aplikaj kampoj kiel ŝargstacioj, pli alta flammalfruigo estas necesa. Ĝenerale ekzistas du manieroj plibonigi la flammalfruigan funkciadon de TPU. Unu estas reaktiva flammalfruiga modifo, kiu implikas enkonduki flammalfruigajn materialojn kiel poliolojn aŭ izocianatojn enhavantajn fosforon, nitrogenon kaj aliajn elementojn en la sintezon de TPU per kemia ligado; La dua estas aldona flammalfruiga modifo, kiu implikas uzi TPU kiel substraton kaj aldoni flammalfruigojn por fandmiksado.
Reaktiva modifo povas ŝanĝi la strukturon de TPU, sed kiam la kvanto de aldonaĵo kontraŭflamaĵo estas granda, la forto de TPU malpliiĝas, la prilabora efikeco malboniĝas, kaj aldono de malgranda kvanto ne povas atingi la bezonatan nivelon de kontraŭflamaĵo. Nuntempe, ne ekzistas komerce havebla alt-kontraŭflamaĵa produkto, kiu vere povas plenumi la aplikon de ŝargstacioj.
La antaŭa Bayer MaterialScience (nun Kostron) iam enkondukis en patenton organikan fosforenhavantan poliolon (IHPO) bazitan sur fosfina oksido. La polietero TPU sintezita el IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, kaj BDO montras bonegan flamrezistadon kaj mekanikajn ecojn. La eltruda procezo estas glata, kaj la surfaco de la produkto estas glata.
Aldoni halogenajn flammalfruigilojn estas nuntempe la plej ofte uzata teknika metodo por prepari halogenajn flammalfruigilojn de TPU. Ĝenerale, fosforbazitaj, nitrogenbazitaj, siliciobazitaj, borbazitaj flammalfruigiloj estas miksitaj aŭ metalaj hidroksidoj estas uzataj kiel flammalfruigiloj. Pro la eneca flamiĝemo de TPU, ofte necesas pli ol 30% da flammalfruigilo por formi stabilan flammalfruigan tavolon dum brulado. Tamen, kiam la aldonita kvanto de flammalfruigilo estas granda, la flammalfruigilo estas malegale disigita en la TPU-substrato, kaj la mekanikaj ecoj de la flammalfruigilo TPU ne estas idealaj, kio ankaŭ limigas ĝian aplikon kaj reklamadon en kampoj kiel hosoj, filmoj kaj kabloj.
La patento de BASF enkondukas fajrorezistan TPU-teknologion, kiu miksas melaminan polifosfaton kaj fosforenhavantan derivaĵon de fosfina acido kiel fajrorezistaĵojn kun TPU kun pez-averaĝa molekula pezo pli granda ol 150 kDa. Oni trovis, ke la fajrorezista agado signife plibonigiĝis, samtempe atingante altan tirreziston.
Por plue plibonigi la tirreziston de la materialo, la patento de BASF enkondukas metodon por prepari krucligan agentan majstraron enhavantan izocianatojn. Aldono de 2% de ĉi tiu tipo de majstraro al komponaĵo, kiu plenumas la flammalfruigajn postulojn de UL94V-0, povas pliigi la tirreziston de la materialo de 35MPa ĝis 40MPa, samtempe konservante la flammalfruigan efikecon de V-0.
Por plibonigi varmo-maljuniĝan reziston de fajrorezista TPU, la patento deLinghua Novaj Materialoj Kompanioankaŭ enkondukas metodon uzi surfaco-kovritajn metalajn hidroksidojn kiel fajroestingaĵojn. Por plibonigi hidrolizan reziston de fajroestingaĵo TPU,Linghua Novaj Materialoj Kompanioenkondukis metalkarbonaton surbaze de aldono de melamina kontraŭflamaĵo en alia patentpeto.
4. TPU por aŭtomobila farboprotekta filmo
Protekta filmo por aŭtofarbo estas protekta filmo, kiu izolas la farbosurfacon de la aero post instalado, malhelpas acidan pluvon, oksidiĝon, gratvundojn, kaj provizas longdaŭran protekton por la farbosurfaco. Ĝia ĉefa funkcio estas protekti la aŭtofarbosurfacon post instalado. La protekta filmo ĝenerale konsistas el tri tavoloj, kun memresaniga tegaĵo sur la surfaco, polimera filmo en la mezo, kaj akrila prem-sentema gluaĵo sur la malsupra tavolo. TPU estas unu el la ĉefaj materialoj por preparado de interaj polimeraj filmoj.
La postuloj pri TPU uzata en farboprotekta filmo estas jenaj: gratvundrezisto, alta travidebleco (lumtransmisio > 95%), malalt-temperatura fleksebleco, alt-temperatura rezisto, streĉrezisto > 50MPa, plilongiĝo > 400%, kaj Shore A malmoleco-intervalo de 87-93; La plej grava rendimento estas veterrezisto, kiu inkluzivas reziston al UV-maljuniĝo, termika oksidativa degradiĝo kaj hidrolizo.
La nuntempe maturaj produktoj estas alifata TPU preparita el dicikloheksila diizocianato (H12MDI) kaj polikaprolaktona diolo kiel krudmaterialoj. Ordinara aroma TPU videble flaviĝas post unu tago da UV-radiado, dum alifata TPU uzata por aŭtokovrila filmo povas konservi sian flavigan koeficienton sen signifaj ŝanĝoj sub la samaj kondiĉoj.
Poli(ε-kaprolaktono) TPU havas pli ekvilibran funkciadon kompare kun polietero kaj poliestera TPU. Unuflanke, ĝi povas montri bonegan ŝirreziston kiel ordinara poliestera TPU, dum aliflanke, ĝi ankaŭ montras elstaran malaltan kunpreman permanentan deformadon kaj altan resaltan funkciadon kiel polietera TPU, tiel estante vaste uzata en la merkato.
Pro malsamaj postuloj pri produkta kostefikeco post merkatsegmentado, kun la plibonigo de surfactega teknologio kaj kapablo alĝustigi gluaĵformulon, ankaŭ ekzistas ebleco por apliki polietero aŭ ordinara poliestera H12MDI alifata TPU al farboprotektaj filmoj en la estonteco.
5. Biobazita TPU
La komuna metodo por prepari biologian TPU estas enkonduki biologiajn monomerojn aŭ intermediatojn dum la polimeriga procezo, kiel ekzemple biologiajn izocianatojn (kiel MDI, PDI), biologiajn poliolojn, ktp. Inter ili, biologiaj izocianatoj estas relative maloftaj sur la merkato, dum biologiaj polioloj estas pli oftaj.
Rilate al biologiaj izocianatoj, jam en la jaro 2000, BASF, Covestro kaj aliaj investis multe da peno en esploradon pri PDI, kaj la unua aro de PDI-produktoj estis surmerkatigita en 2015-2016. Wanhua Chemical evoluigis 100% biologiajn TPU-produktojn uzante biologian PDI faritan el maizrastroj.
Koncerne biologiajn poliolojn, ĝi inkluzivas biologian politetrafluoroetilenon (PTMEG), biologian 1,4-butandiolon (BDO), biologian 1,3-propandiolon (PDO), biologiajn poliesterajn poliolojn, biologiajn polieterajn poliolojn, ktp.
Nuntempe, pluraj fabrikantoj de TPU lanĉis biobazitan TPU, kies efikeco estas komparebla al tradicia petrolkemiaĵ-bazita TPU. La ĉefa diferenco inter ĉi tiuj biobazitaj TPU-oj kuŝas en la nivelo de biobazita enhavo, ĝenerale variante de 30% ĝis 40%, kaj kelkaj eĉ atingas pli altajn nivelojn. Kompare kun tradicia petrolkemiaĵ-bazita TPU, biobazita TPU havas avantaĝojn kiel redukto de karbonemisioj, daŭripova regenerado de krudmaterialoj, verda produktado kaj rimedo-ŝparado. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, kajLinghua Novaj Materialojlanĉis siajn biobazitajn TPU-markojn, kaj karbona redukto kaj daŭripovo ankaŭ estas ŝlosilaj direktoj por TPU-disvolviĝo en la estonteco.
Afiŝtempo: 9-a de aŭgusto 2024