TPU Materiaal - wiidweidige analyze
Wat is TPU
TPU is thermoplastysk polyurethaan, in soarte polyurethaan dat ferwaarme en getten wurde kin, en oplost wurde kin yn oplosmiddels. Yn ferliking mei mingd en getten polyurethaan hat termoplastysk polyurethaan in bytsje of gjin gemyske ferbining yn syn gemyske struktuer, en syn molekulen binne yn prinsipe lineêr, mar d'r is in beskate hoemannichte fysike útwikseling.
It konsept fan fysike útwikseling waard foar it earst foarsteld troch Schollenberge CS yn 1958, dat ferwiist nei de "ferbiningspunten" tusken lineêre polyurethane molekulêre keatlingen dy't thermysk of omkearber oplosber binne yn oplosmiddels. It is net eins in gemyske cross-link, mar it spilet de rol fan in gemyske cross-link. Troch it effekt fan dizze fysike útwikseling foarmet polyurethane in mearfaze morfologyteory, en de wetterstofbânen fan polyurethane ferbetterje har morfology en meitsje it mear resistint foar hegere fochtigens.
Klassifikaasje fan TPU
No't wy witte wat TPU is, wat binne syn klassifikaasjes? Ofhinklik fan ferskate klassifikaasjenoarmen, TPU materialen kinne in protte ferskillende klassifikaasjes hawwe.
Bygelyks, neffens de sêfte segmintstruktuer, kinne se wurde ferdield yn polyestertype, polyethertype en butadiene-type, dy't respektivelik ester-, ether- of buteengroepen befetsje. Neffens de hurde segmintstruktuer kinne se wurde ferdield yn urethane-type en urethane-urea-type, dy't wurde krigen troch respektivelik diol-kettingferlenger as diamine-kettingferlenger. De meast brûkte klassifikaasje is ferdield yn polyester type en polyether type.
Ofhinklik oft der cross-linking is, kin it ferdield wurde yn suver thermoplastysk en semy-termoplastysk. De eardere is in suvere lineêre struktuer sûnder cross-linking obligaasjes, wylst de lêste befettet in lyts bedrach fan cross-linking obligaasjes lykas urethane methacrylate. Neffens it brûken fan klear produkten, it kin wurde ferdield yn spesjale-shaped dielen (ferskate meganyske dielen), pipen (sheaths, roede profilen), films (lekkens, tinne platen), likegoed as kleefstoffen, coating, fezels, ensfh.
Hoe is dat TPU synthesized
TPU, út in perspektyf fan molekulêre struktuer, heart by polyurethane. Dus hoe wurdt it syntetisearre?
Neffens ferskate syntezeprosessen is it benammen ferdield yn bulkpolymerisaasje en oplossingspolymerisaasje.
Yn bulkpolymerisaasje kin it fierder ferdield wurde yn pre-polymerisaasje en ien-stapmetoade basearre op oft der in pre-reaksje is.
- Pre-polymerisaasje omfettet it reagearjen fan diisocyanaat mei diol mei heech molekulêr gewicht foar in bepaalde perioade, en dan in kettingferlenger tafoegje om te produsearjen TPU.
- Ien-stapmetoade omfettet it mingen fan diol, diisocyanat en ketenferlenger mei hege molekulêre gewicht byinoar om te reagearjen en te produsearjen TPU.
Oplossingspolymerisaasje omfettet it oplossen fan diisocyanaat yn in oplosmiddel, it tafoegjen fan diol mei heech molekulêr gewicht om foar in bepaalde perioade te reagearjen, en úteinlik it tafoegjen fan in ketenferlenger om te produsearjen TPU.
It soarte fan TPU sêft segment, molekulêre gewicht, ynhâld fan hurde of sêfte segminten, en TPU aggregation steat sil beynfloedzje de tichtheid fan TPU, dat is likernôch tusken 1.10 en 1.25, mei gjin signifikante ferskil fan oare rubbers en keunststoffen.
Op deselde hurdens, de tichtens fan polyether TPU is leger as dy fan polyester TPU.
Hoe is dat TPU materiaal ferwurke
TPU materialen wurde ferwurke troch ferskate metoaden te foarmjen it úteinlike produkt nei de synteze fan TPU dieltsjes.De wichtichste metoaden brûkt foar TPU ferwurkjen binne melt ferwurkjen en oplossing ferwurkjen.
Meltferwurking is in gewoan brûkt proses yn plestikyndustry: lykas mingen, kalinderjen, extrusion, blaasfoarmjen, en foarmjen (ynklusyf ynjeksje, kompresje, oerdracht, en sintrifugale foarmjen). Oplossingsferwurking omfettet it oplossen fan de dieltsjes yn in oplosmiddel of direkt polymerisearjen yn in oplosmiddel om in oplossing te foarmjen, dy't dan wurdt bedekt of spûn.
TPU fereasket gjin vulcanization cross-linking reaksje te produsearje it úteinlike produkt, dat kin koarter de produksje syklus, en ôffal materialen kinne wurde recycled en opnij brûkt.
Prestaasje fan TPU materiaal
In materiaal wurdt in soad brûkt omdat it hat poerbêste prestaasjes, en TPU is gjin útsûndering. Lykas getten polyurethane (floeiber) en blended polyurethane (fêst), TPU hat hege modulus, hege krêft, hege elongation, hege elastisiteit, poerbêste wear ferset, oalje ferset, lege temperatuer ferset, en fergrizing ferset. Under harren binne hege treksterkte, grutte elongaasje, en lege kompresje permaninte ferfoarming op lange termyn wichtige foardielen fan TPU.
De meganyske eigenskippen fan TPU sil benammen wurde ferklearre út 'e aspekten fan treksterkte, ferlinging, fearkrêft en hurdens.
1.High tensile sterkte en grutte elongation
TPU hat poerbêst tensile sterkte en elongation. Ut de gegevens yn de figuer hjirûnder, kinne wy sjen dat de treksterkte en ferlinging fan polyether TPU binne fier superieur oan PVC plestik en rubber.
Derneist, TPU kin foldwaan oan 'e easken fan' e fiedingsindustry sûnder of mei heul min tafoegings by ferwurking, wat lestich is foar oare materialen lykas PVC en rubber te berikken.
2.Resilence is tige gefoelich foar temperatuer
De fearkrêft fan TPU ferwiist nei de mjitte wêryn't it gau weromkomt nei syn oarspronklike steat nei't de deformaasjestress is frijlitten, dy't útdrukt wurdt troch de herstelenerzjy, dat is, de ferhâlding fan 'e deformaasje-reboundwurk nei it wurk dat nedich is om de deformaasje te produsearjen. It is in funksje fan 'e dynamyske modulus en ynterne wriuwing fan it elastyske lichem, en is tige gefoelich foar temperatuer.
De sêfte segminten fan TPU binne PTMG, PCL, en PBA, mei relatyf molekulêre gewichten fan respektivelik 1000 en 2000; de hurde segminten binne MDI-BDO, mei hurde segmint ynhâld fan 48.2% (PCL-1250 is 42.7%) en 31.7%, en r0 = 1.05 prepolymer synteze.
Lykas ferwachte nimt de fearkrêft mei ôfnimmende temperatuer ôf oant in bepaalde temperatuer, en dan nimt de elastisiteit rap ta. Dizze temperatuer is de sêfte segmint kristallisaasjetemperatuer, dy't bepaald wurdt troch de struktuer fan 'e makromolekulêre diol en leger is foar polyether TPU dan foar polyester TPU. By temperatueren ûnder de kristallisaasjetemperatuer wurdt it elastyske lichem tige hurd en ferliest syn elastisiteit, sadat de fearkrêft fergelykber is mei it weromlûken fan in hurde metalen oerflak.
3.Hardness berik is Shore A60 ~ D80
Hurdheid is in yndikator fan it fermogen fan in materiaal om ferfoarming, krassen en skuorjen te wjerstean.
TPU hurdens wurdt normaal metten mei Shore A en Shore D hurdens testers, mei Shore A brûkt foar sêfter TPU en Shore D brûkt foar hurder TPU.
Omdat de hurdens fan TPU kin oanpast wurde troch it oanpassen fan de ferhâlding fan sêfte en hurde segminten, TPU hat in relatyf breed hurdensberik, mei in hurdensberik fan Shore A60 ~ D80, oerspant de hurdens fan rubber en plestik, en hege elastisiteit troch it heule hurdensberik.
Mei feroarings yn hurdens, guon eigenskippen fan TPU sil feroarje. Bygelyks, it fergrutsjen fan de hurdens fan TPU sil resultearje yn ferhege tensile modulus en tear sterkte, ferhege rigidity en compressive stress (load kapasiteit), ôfnommen elongation by break, ferhege tichtheid en dynamyske waarmte generaasje, en ferhege miljeu ferset.
It gebrûk fan TPU
Yn 1958 registrearre it Amerikaanske bedriuw Goodrich Chemicals (no omneamd as Lubrizol) foar it earst de TPU merknamme Estane, en sûnt doe, mear as 20 merknammen fan TPU hawwe ûntstien wrâldwiid oer de ôfrûne 40 jier, mei ferskate rige fan produkten foar elk merk. As elastomeer mei hege prestaasjes, TPU hat in breed oanbod fan streamôfwerts produkt applikaasjes, en wurdt in soad brûkt yn deistige needsaak, sport apparatuer, boartersguod, dekorative materialen, en oare fjilden. Hjir binne in pear foarbylden:
1. Skoattels
TPU wurdt brûkt yn skuon benammen troch syn treflike elastisiteit en wearbestindich. Footwear produkten befetsjende TPU binne folle nofliker om te dragen as gewoane skuonprodukten, en wurde dêrom mear brûkt yn heechweardige skuonprodukten, benammen yn guon sport- en casual skuon.
2. Slangen
TPU slangen wurde in soad brûkt yn Sina as gas en oalje slangen foar fleantugen, tanks, auto's, motorfytsen, masine ark, en oare meganyske apparatuer fanwege harren fleksibiliteit, goede treksterkte, impact ferset, en hege en lege temperatuer ferset.
3. Kabels
TPU jout tear ferset, wear ferset, en bûgen skaaimerken, en hege en lege temperatuer ferset is in kaai faktor yn kabel prestaasjes. Dêrom, yn 'e Sineeske merk, TPU wurdt brûkt foar hege-ein kabels lykas kontrôle kabels en macht kabels te beskermjen de dekking materialen fan komplekse kabel ûntwerpen, en it brûken dêrfan wurdt hieltyd wiidferspraat.
4. Medyske apparatuer
TPU is in feilich, stabile en hege kwaliteit PVC ferfange materiaal dat net befetsje skealike gemikaliën lykas ftalaten, en net produsearje kant effekten doe't oerdroegen oan bloed of oare floeistoffen yn medyske katheters of medyske bags. Spesjaal ûntwikkele extrusion en ynjeksje klasse TPU kin maklik brûkt wurde mei besteande PVC apparatuer mei lytse oanpassingen.
