TPU Նյութ – համապարփակ վերլուծություն
Ինչ է TPU
TPU is ջերմապլաստիկ պոլիուրեթանային, պոլիուրեթանի տեսակ, որը կարող է տաքացվել և ձուլվել, ինչպես նաև լուծվել լուծիչներում: Խառը և ձուլածո պոլիուրեթանի համեմատ, ջերմապլաստիկ պոլիուրեթանը իր քիմիական կառուցվածքում քիչ կամ ընդհանրապես չունի քիմիական խաչաձև կապեր, և դրա մոլեկուլները հիմնականում գծային են, բայց կա որոշակի քանակությամբ ֆիզիկական փոխանակում:
Ֆիզիկական փոխանակման հայեցակարգն առաջին անգամ առաջարկվել է Schollenberge CS-ի կողմից 1958 թվականին, որը վերաբերում է «միացման կետերին» գծային պոլիուրեթանային մոլեկուլային շղթաների միջև, որոնք ջերմային կամ շրջելիորեն լուծելի են լուծիչներում: Այն իրականում քիմիական խաչաձև կապ չէ, բայց այն խաղում է քիմիական խաչաձև կապի դեր: Այս ֆիզիկական փոխանակման ազդեցության շնորհիվ պոլիուրեթանը ձևավորում է բազմաֆազ մորֆոլոգիայի տեսություն, իսկ պոլիուրեթանի ջրածնային կապերը մեծացնում են նրա մորֆոլոգիան և դարձնում այն ավելի դիմացկուն ավելի բարձր խոնավության նկատմամբ:
Դասակարգումը TPU
Հիմա, երբ մենք գիտենք, թե ինչ TPU է, որո՞նք են դրա դասակարգումները: Կախված տարբեր դասակարգման ստանդարտներից, TPU նյութերը կարող են ունենալ տարբեր դասակարգումներ:
Օրինակ, ըստ փափուկ հատվածի կառուցվածքի, դրանք կարելի է բաժանել պոլիեսթեր տիպի, պոլիէթեր տեսակի և բութադիեն տեսակի, որոնք համապատասխանաբար պարունակում են էսթեր, եթեր կամ բութեն խմբեր։ Ըստ կոշտ հատվածի կառուցվածքի՝ դրանք կարելի է բաժանել ուրեթանային տիպի և ուրեթանային միզանյութի տիպի, որոնք ստացվում են համապատասխանաբար դիոլային շղթայի երկարացնողով կամ դիամինային շղթայի երկարացնողով։ Սովորաբար օգտագործվող դասակարգումը բաժանված է պոլիեսթեր տեսակի և պոլիէթեր տեսակի:
Ըստ խաչաձև կապի առկայության, այն կարելի է բաժանել մաքուր ջերմապլաստիկ և կիսաթերմոպլաստիկ: Առաջինը մաքուր գծային կառուցվածք է՝ առանց խաչաձև կապող կապերի, մինչդեռ երկրորդը պարունակում է փոքր քանակությամբ խաչաձև կապեր, ինչպիսին է ուրեթանային մետակրիլատը։ Ըստ պատրաստի արտադրանքի օգտագործման՝ այն կարելի է բաժանել հատուկ ձևավորված մասերի (տարբեր մեխանիկական մասեր), խողովակների (պատյաններ, ձողային պրոֆիլներ), թաղանթների (թերթներ, բարակ թիթեղներ), ինչպես նաև սոսինձների, ծածկույթների, մանրաթելերի և այլն։
Ինչպես է TPU սինթեզված
TPUմոլեկուլային կառուցվածքի տեսանկյունից պատկանում է պոլիուրեթանային: Այսպիսով, ինչպես է այն սինթեզվում:
Ըստ տարբեր սինթեզի գործընթացների՝ այն հիմնականում բաժանվում է զանգվածային պոլիմերացման և լուծույթի պոլիմերացման։
Զանգվածային պոլիմերացման դեպքում այն կարող է հետագայում բաժանվել նախնական պոլիմերացման և մեկ փուլային մեթոդի՝ հիմնվելով նախնական ռեակցիայի առկայության վրա:
- Նախապոլիմերացումը ներառում է դիիզոցիանատի փոխազդեցությունը բարձր մոլեկուլային դիոլի հետ որոշակի ժամանակահատվածում, այնուհետև ավելացնելով շղթայի երկարացնող սարք՝ արտադրելու համար: TPU.
- Մեկ քայլ մեթոդը ներառում է բարձր մոլեկուլային դիոլի, դիիզոցիանատի և շղթայի երկարացնողի խառնուրդը միասին՝ արձագանքելու և արտադրելու համար TPU.
Լուծույթի պոլիմերացումը ներառում է լուծիչի մեջ դիիզոցիանատի լուծարումը, բարձր մոլեկուլային դիոլի ավելացումը՝ որոշակի ժամանակահատվածում արձագանքելու համար և վերջապես ավելացնելով շղթայի ընդլայնիչ՝ արտադրելու համար: TPU.
Տեսակը TPU փափուկ հատված, մոլեկուլային քաշ, կոշտ կամ փափուկ հատվածների պարունակություն և TPU ագրեգացման վիճակը կազդի խտության վրա TPU, որը մոտավորապես 1.10-ից 1.25-ի միջակայքում է՝ առանց էական տարբերության այլ ռետիններից և պլաստմասսայից։
Նույն կարծրությամբ, պոլիեթերի խտությունը TPU ցածր է պոլիեսթերից TPU.
Ինչպես է TPU մշակված նյութը
TPU նյութերը մշակվում են տարբեր մեթոդներով՝ սինթեզից հետո վերջնական արտադրանքը ձևավորելու համար TPU մասնիկներ: Հիմնական մեթոդները, որոնք օգտագործվում են TPU վերամշակումը հալեցման և լուծույթի մշակումն է:
Հալեցման մշակումը պլաստիկ արդյունաբերության մեջ տարածված օգտագործվող գործընթաց է, ինչպիսիք են՝ խառնումը, կաղանդը, էքստրուզիան, փչող ձևավորումը և ձուլումը (ներառյալ ներարկումը, սեղմումը, փոխանցումը և կենտրոնախույս ձուլումը): Լուծույթի մշակումը ներառում է մասնիկների լուծարումը լուծիչում կամ ուղղակիորեն պոլիմերացումը լուծույթի մեջ՝ ձևավորելու լուծույթ, որն այնուհետև պատում կամ պտտվում է:
TPU վերջնական արտադրանքի արտադրության համար չի պահանջում վուլկանացման խաչաձև կապող ռեակցիա, որը կարող է կրճատել արտադրության ցիկլը, իսկ թափոնները կարող են վերամշակվել և նորից օգտագործվել:
-Ի կատարումը TPU նյութական
Նյութը լայնորեն օգտագործվում է, քանի որ այն ունի գերազանց կատարում, և TPU բացառություն չէ: Ինչպես ձուլածո պոլիուրեթանային (հեղուկ) և խառը պոլիուրեթանային (պինդ), TPU ունի բարձր մոդուլ, բարձր ուժ, բարձր երկարացում, բարձր առաձգականություն, գերազանց մաշվածության դիմադրություն, նավթի դիմադրություն, ցածր ջերմաստիճանի դիմադրություն և ծերացման դիմադրություն: Դրանցից բարձր առաձգական ուժը, մեծ երկարացումը և երկարաժամկետ սեղմման մշտական դեֆորմացիայի ցածր արագությունը զգալի առավելություններ են. TPU.
-Ի մեխանիկական հատկությունները TPU հիմնականում կբացատրվի առաձգական ուժի, երկարացման, առաձգականության և կարծրության ասպեկտներից:
1. Բարձր առաձգական ուժ և մեծ երկարացում
TPU ունի գերազանց առաձգական ուժ և երկարացում: Ստորև բերված նկարի տվյալներից մենք կարող ենք տեսնել, որ պոլիեթերի առաձգական ուժը և երկարացումը TPU շատ ավելի բարձր են PVC պլաստմասսա և ռետինե:
Բացի այդ, TPU կարող է բավարարել սննդի արդյունաբերության պահանջները առանց կամ շատ քիչ հավելումների վերամշակման ընթացքում, ինչը դժվար է այլ նյութերի համար, ինչպիսիք են. PVC եւ ռետինե հասնելու համար:
2. Ճկունությունը շատ զգայուն է ջերմաստիճանի նկատմամբ
-ի ճկունությունը TPU վերաբերում է այն աստիճանին, որով այն արագորեն վերադառնում է իր սկզբնական վիճակին՝ դեֆորմացիոն սթրեսի ազատումից հետո, որն արտահայտվում է վերականգնման էներգիայով, այսինքն՝ դեֆորմացիայի հետադարձ աշխատանքի հարաբերակցությունը դեֆորմացիայի առաջացման համար պահանջվող աշխատանքին: Այն առաձգական մարմնի դինամիկ մոդուլի և ներքին շփման ֆունկցիա է և շատ զգայուն է ջերմաստիճանի նկատմամբ։
-ի փափուկ հատվածները TPU են PTMG, PCL և PBA՝ համապատասխանաբար 1000 և 2000 հարաբերական մոլեկուլային կշիռներով; կարծր հատվածները MDI-BDO են, կոշտ հատվածի պարունակությամբ՝ 48.2% (PCL-1250-ը՝ 42.7%) և 31.7%, իսկ r0=1.05 նախապոլիմերային սինթեզ։
Ինչպես և սպասվում էր, առաձգականությունը նվազում է ջերմաստիճանի նվազմամբ մինչև որոշակի ջերմաստիճան, իսկ հետո էլաստիկությունը արագորեն աճում է: Այս ջերմաստիճանը փափուկ հատվածի բյուրեղացման ջերմաստիճանն է, որը որոշվում է մակրոմոլեկուլային դիոլի կառուցվածքով և ավելի ցածր է պոլիեթերի համար։ TPU քան պոլիեսթերի համար TPU. Բյուրեղացման ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում առաձգական մարմինը դառնում է շատ կարծր և կորցնում է իր առաձգականությունը, ուստի առաձգականությունը նման է կոշտ մետաղի մակերևույթից ետ գալուն:
3. Կարծրության միջակայքը Shore A60~D80 է
Կոշտությունը դեֆորմացիան, քերծվածքներին և քայքայումներին դիմակայելու նյութի ունակության ցուցանիշն է:
TPU կարծրությունը սովորաբար չափվում է Shore A և Shore D կարծրության թեստերի միջոցով, իսկ Shore A-ն օգտագործվում է ավելի փափուկի համար: TPU և Shore D-ն օգտագործվում է ավելի դժվարի համար TPU.
Քանի որ կարծրությունը TPU կարելի է կարգավորել փափուկ և կոշտ հատվածների հարաբերակցությունը կարգավորելու միջոցով, TPU ունի համեմատաբար լայն կարծրության միջակայք՝ Shore A60~D80 կարծրության միջակայքով, որն ընդգրկում է ռետինե և պլաստիկի կարծրությունը և բարձր առաձգականություն ողջ կարծրության միջակայքում:
Կարծրության փոփոխություններով, որոշ հատկություններ TPU կփոխվի։ Օրինակ՝ մեծացնելով կարծրությունը TPU կհանգեցնի առաձգական մոդուլի և պատռման ուժի ավելացման, կոշտության և սեղմման լարվածության (բեռնվածքի հզորության) բարձրացման, ընդմիջման ժամանակ երկարացման նվազման, խտության և դինամիկ ջերմության առաջացման և շրջակա միջավայրի դիմադրության բարձրացման:
-Ի օգտագործումը TPU
1958 թվականին ամերիկյան Goodrich Chemicals ընկերությունը (այժմ վերանվանվել է որպես Lubrizol) առաջին անգամ գրանցել է. TPU ապրանքանիշը Estane, և դրանից հետո՝ ավելի քան 20 ֆիրմային անվանումներ TPU վերջին 40 տարիների ընթացքում ի հայտ են եկել ամբողջ աշխարհում՝ յուրաքանչյուր ապրանքանիշի համար ապրանքների մի քանի շարքով: Որպես բարձր արդյունավետության էլաստոմեր, TPU ունի ներքևում գտնվող արտադրանքի կիրառությունների լայն շրջանակ և լայնորեն օգտագործվում է ամենօրյա կարիքների, սպորտային սարքավորումների, խաղալիքների, դեկորատիվ նյութերի և այլ ոլորտներում: Ահա մի քանի օրինակներ.
1. Կոշիկ
TPU օգտագործվում է կոշիկի մեջ հիմնականում գերազանց առաձգականության և մաշվածության դիմադրության շնորհիվ: Կոշկեղենի արտադրանք, որը պարունակում է TPU կրելու համար շատ ավելի հարմարավետ են, քան սովորական կոշկեղենի արտադրանքները, և, հետևաբար, ավելի լայնորեն օգտագործվում են բարձրակարգ կոշիկների արտադրանքներում, հատկապես որոշ սպորտային և ամենօրյա կոշիկներում:
2. Ճկուն խողովակներ
TPU Ճկուն խողովակները լայնորեն օգտագործվում են Չինաստանում որպես գազի և նավթի գուլպաներ ինքնաթիռների, տանկերի, մեքենաների, մոտոցիկլետների, հաստոցների և այլ մեխանիկական սարքավորումների համար՝ շնորհիվ իրենց ճկունության, լավ առաձգական ուժի, հարվածային դիմադրության և բարձր և ցածր ջերմաստիճանի դիմադրության:
3. Մալուխներ
TPU ապահովում է պատռման դիմադրություն, մաշվածության դիմադրություն և ճկման բնութագրեր, իսկ բարձր և ցածր ջերմաստիճանի դիմադրությունը մալուխի կատարման հիմնական գործոնն է: Հետևաբար, չինական շուկայում. TPU օգտագործվում է բարձրակարգ մալուխների համար, ինչպիսիք են հսկիչ մալուխները և հոսանքի մալուխները՝ մալուխների բարդ դիզայնի ծածկույթների նյութերը պաշտպանելու համար, և դրա օգտագործումը գնալով ավելի լայն տարածում է գտնում:
4. Բժշկական սարքավորումներ
TPU անվտանգ, կայուն և որակյալ է PVC փոխարինող նյութ, որը չի պարունակում վնասակար քիմիկատներ, ինչպիսիք են ֆտալատները, և չի առաջացնում կողմնակի ազդեցություններ, երբ դրանք տեղափոխվում են արյան կամ այլ հեղուկների մեջ բժշկական կաթետերների կամ բժշկական պարկերի մեջ: Հատուկ մշակված էքստրուզիայի և ներարկման աստիճան TPU կարելի է հեշտությամբ օգտագործել գոյություն ունեցողների հետ PVC սարքավորում՝ աննշան ճշգրտումներով։
