TPU សម្ភារៈ - ការវិភាគទូលំទូលាយ
តើអ្វីជា TPU
TPU is polyurethane thermoplasticជាប្រភេទប៉ូលីយូរីថេនមួយប្រភេទដែលអាចកម្តៅ និងផ្សិត ហើយរលាយក្នុងសារធាតុរំលាយ។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងប៉ូលីយូរីថេនលាយ និងចាក់ ប៉ូលីយូរីថេនទែម៉ូប្លាស្ទិកមានតំណភ្ជាប់គីមីតិចតួច ឬគ្មាននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគីមីរបស់វា ហើយម៉ូលេគុលរបស់វាមានលក្ខណៈលីនេអ៊ែរ ប៉ុន្តែមានការផ្លាស់ប្តូររូបវន្តមួយចំនួន។
គំនិតនៃការដោះដូររូបវន្តត្រូវបានស្នើឡើងជាលើកដំបូងដោយ Schollenberge CS ក្នុងឆ្នាំ 1958 ដែលសំដៅលើ "ចំណុចតភ្ជាប់" រវាងខ្សែសង្វាក់ម៉ូលេគុលប៉ូលីយូធ្យូតលីនេអ៊ែរ ដែលមានកម្ដៅ ឬអាចរលាយក្នុងសារធាតុរំលាយបាន។ តាមពិតវាមិនមែនជាតំណឆ្លងគីមីទេ ប៉ុន្តែវាដើរតួនាទីនៃតំណឆ្លងគីមី។ ដោយសារតែឥទ្ធិពលនៃការផ្លាស់ប្តូររូបវិទ្យានេះ ប៉ូលីយូធ្យូថេនបង្កើតបានជាទ្រឹស្ដី morphology ពហុដំណាក់កាល ហើយចំណងអ៊ីដ្រូសែននៃប៉ូលីយូធ្យូថេនជួយពង្រឹងសរីរវិទ្យារបស់វា និងធ្វើឱ្យវាកាន់តែធន់នឹងសំណើមខ្ពស់។
ចំណាត់ថ្នាក់នៃ TPU
ឥឡូវនេះយើងដឹងថាអ្វី TPU តើអ្វីទៅជាចំណាត់ថ្នាក់របស់វា? អាស្រ័យលើស្តង់ដារចាត់ថ្នាក់ផ្សេងៗគ្នា TPU សម្ភារៈអាចមានការចាត់ថ្នាក់ផ្សេងៗគ្នាជាច្រើន។
ឧទាហរណ៍ យោងទៅតាមរចនាសម្ព័ន្ធផ្នែកទន់ ពួកវាអាចបែងចែកទៅជាប្រភេទ polyester ប្រភេទ polyether និងប្រភេទ butadiene ដែលមានក្រុម ester, ether ឬ butene រៀងគ្នា។ យោងតាមរចនាសម្ព័ន្ធផ្នែករឹង ពួកវាអាចបែងចែកទៅជាប្រភេទ urethane និងប្រភេទ urethane urea ដែលត្រូវបានទទួលដោយ diol chain extender ឬ diamine chain extender រៀងគ្នា។ ការចាត់ថ្នាក់ដែលប្រើជាទូទៅត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភេទ polyester និងប្រភេទ polyether ។
យោងទៅតាមថាតើមានការភ្ជាប់ឆ្លងកាត់វាអាចបែងចែកទៅជា thermoplastic សុទ្ធ និង semi-thermoplastic ។ អតីតគឺជារចនាសម្ព័ន្ធលីនេអ៊ែរសុទ្ធ ដោយគ្មានចំណងឆ្លងកាត់ ខណៈពេលដែលផ្នែកក្រោយមានផ្ទុកនូវចំនួនតិចតួចនៃចំណងឆ្លងកាត់ដូចជា urethane methacrylate ។ យោងទៅតាមការប្រើប្រាស់ផលិតផលដែលបានបញ្ចប់ វាអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជាផ្នែកដែលមានរាងពិសេស (ផ្នែកមេកានិចផ្សេងៗ) បំពង់ (ស្រោប ទម្រង់ដំបង) ខ្សែភាពយន្ត (សន្លឹក បន្ទះស្តើង) ក៏ដូចជា adhesives, coatings, fibers ជាដើម។
តើធ្វើដូចម្តេច TPU សំយោគ
TPUតាមទស្សនៈនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុល ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ polyurethane ។ ដូច្នេះតើវាត្រូវបានសំយោគយ៉ាងដូចម្តេច?
យោងទៅតាមដំណើរការសំយោគផ្សេងៗគ្នា វាត្រូវបានបែងចែកជាចម្បងទៅជាវត្ថុធាតុ polymerization និងដំណោះស្រាយ polymerization ។
នៅក្នុងវត្ថុធាតុ polymerization ភាគច្រើន វាអាចត្រូវបានបែងចែកបន្ថែមទៀតទៅជា pre-polymerization និងវិធីសាស្រ្តមួយជំហានដោយផ្អែកលើថាតើមានប្រតិកម្មមុនដែរឬទេ។
- Pre-polymerization ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្ម diisocyanate ជាមួយនឹង diol ទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់សម្រាប់រយៈពេលជាក់លាក់មួយ ហើយបន្ទាប់មកបន្ថែមឧបករណ៍ពង្រីកខ្សែសង្វាក់ដើម្បីផលិត TPU.
- វិធីសាស្រ្តមួយជំហានពាក់ព័ន្ធនឹងការលាយទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ diol, diisocyanate និងឧបករណ៍ពង្រីកខ្សែសង្វាក់ជាមួយគ្នាដើម្បីធ្វើប្រតិកម្ម និងផលិត TPU.
ដំណោះស្រាយវត្ថុធាតុ polymerization ពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយ diisocyanate នៅក្នុងសារធាតុរំលាយ បន្ថែម diol ទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មក្នុងរយៈពេលជាក់លាក់មួយ ហើយទីបំផុតការបន្ថែមខ្សែសង្វាក់ដើម្បីផលិត TPU.
ប្រភេទនៃ TPU ផ្នែកទន់ ទម្ងន់ម៉ូលេគុល ខ្លឹមសារនៃផ្នែករឹង ឬទន់ និង TPU ស្ថានភាពប្រមូលផ្តុំនឹងប៉ះពាល់ដល់ដង់ស៊ីតេ TPUដែលមានប្រមាណពី 1.10 និង 1.25 ដោយគ្មានភាពខុសគ្នាខ្លាំងពីកៅស៊ូ និងផ្លាស្ទិចផ្សេងទៀត។
នៅភាពរឹងដូចគ្នាដង់ស៊ីតេនៃប៉ូលីអ៊ីត TPU វាទាបជាង polyester TPU.
តើធ្វើដូចម្តេច TPU សម្ភារៈដំណើរការ
TPU វត្ថុធាតុដើមត្រូវបានដំណើរការតាមវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលចុងក្រោយបន្ទាប់ពីការសំយោគ TPU ភាគល្អិត។វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗដែលប្រើសម្រាប់ TPU ដំណើរការគឺដំណើរការរលាយ និងដំណើរការដំណោះស្រាយ។
ដំណើរការរលាយគឺជាដំណើរការដែលប្រើជាទូទៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្លាស្ទិច៖ ដូចជាការលាយ កាឡិន ការដាក់បញ្ចូល ផ្លុំផ្លុំ និងផ្សិត (រាប់បញ្ចូលទាំងការចាក់ ការបង្ហាប់ ការផ្ទេរ និងការផ្សិត centrifugal)។ ដំណើរការសូលុយស្យុងពាក់ព័ន្ធនឹងការរំលាយភាគល្អិតនៅក្នុងសារធាតុរំលាយ ឬធ្វើវត្ថុធាតុ polymerizing ដោយផ្ទាល់នៅក្នុងសារធាតុរំលាយដើម្បីបង្កើតជាដំណោះស្រាយ ដែលបន្ទាប់មកត្រូវបាន coated ឬ spun ។
TPU មិនតម្រូវឱ្យមានប្រតិកម្មតំណឆ្លង vulcanization ដើម្បីផលិតផលិតផលចុងក្រោយ ដែលអាចកាត់បន្ថយវដ្តផលិតកម្ម ហើយសម្ភារៈសំណល់អាចកែច្នៃ និងប្រើប្រាស់ឡើងវិញបាន។
ការសម្តែងរបស់ TPU សម្ភារៈ
សម្ភារៈមួយត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយព្រោះវាមានដំណើរការល្អ និង TPU គឺមិនមានករណីលើកលែងនោះទេ។ ដូចជាវត្ថុធាតុ polyurethane ដេញ (រាវ) និង polyurethane លាយ (រឹង) TPU មានម៉ូឌុលខ្ពស់ កម្លាំងខ្ពស់ ពន្លូតខ្ពស់ ភាពបត់បែនខ្ពស់ ធន់នឹងការពាក់ល្អ ធន់នឹងប្រេង ធន់នឹងសីតុណ្ហភាពទាប និងធន់នឹងភាពចាស់។ ក្នុងចំណោមពួកគេ កម្លាំង tensile ខ្ពស់ ការពន្លូតធំ និងការបង្ហាប់រយៈពេលវែងទាប អត្រាខូចទ្រង់ទ្រាយអចិន្ត្រៃយ៍គឺជាគុណសម្បត្តិសំខាន់នៃ TPU.
លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិករបស់អេ TPU នឹងត្រូវបានពន្យល់ជាចម្បងពីទិដ្ឋភាពនៃកម្លាំង tensile, elongation, resilience, និងភាពរឹង។
1. កម្លាំង tensile ខ្ពស់ និងការពន្លូតធំ
TPU មានកម្លាំង tensile និង elongation ដ៏ល្អ។ ពីទិន្នន័យក្នុងរូបខាងក្រោម យើងអាចមើលឃើញថាកម្លាំង tensile និងការពន្លូតនៃ polyether TPU គឺអស្ចារ្យជាង PVC ប្លាស្ទិក និងកៅស៊ូ។
លើសពីនេះទៀត, TPU អាចបំពេញតាមតម្រូវការនៃឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារដោយគ្មាន ឬមានសារធាតុបន្ថែមតិចតួចបំផុតកំឡុងពេលដំណើរការ ដែលពិបាកសម្រាប់សម្ភារៈផ្សេងទៀតដូចជា PVC និងកៅស៊ូដើម្បីសម្រេចបាន។
2.Resilience មានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះសីតុណ្ហភាព
ភាពធន់នៃ TPU សំដៅទៅលើកម្រិតដែលវាត្រលប់ទៅសភាពដើមវិញភ្លាមៗ បន្ទាប់ពីភាពតានតឹងនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយត្រូវបានបញ្ចេញ ដែលត្រូវបានបង្ហាញដោយថាមពលនៃការងើបឡើងវិញ នោះគឺជាសមាមាត្រនៃការងារដែលខូចទ្រង់ទ្រាយឡើងវិញទៅនឹងការងារដែលត្រូវការដើម្បីបង្កើតការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ វាគឺជាមុខងារនៃម៉ូឌុលថាមវន្ត និងការកកិតខាងក្នុងនៃរាងកាយយឺត ហើយមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះសីតុណ្ហភាព។
ផ្នែកទន់នៃ TPU គឺ PTMG, PCL, និង PBA ជាមួយនឹងទម្ងន់ម៉ូលេគុលដែលទាក់ទងនៃ 1000 និង 2000 រៀងគ្នា; ផ្នែករឹងគឺ MDI-BDO ដែលមានមាតិកាផ្នែករឹង 48.2% (PCL-1250 គឺ 42.7%) និង 31.7% និង r0=1.05 ការសំយោគ prepolymer ។
ដូចដែលបានរំពឹងទុក ភាពធន់នឹងថយចុះជាមួយនឹងការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាពរហូតដល់សីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ ហើយបន្ទាប់មកភាពបត់បែនកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ សីតុណ្ហភាពនេះគឺជាសីតុណ្ហភាពគ្រីស្តាល់ផ្នែកទន់ ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធនៃ macromolecular diol និងទាបជាងសម្រាប់ polyether TPU ជាង polyester TPU. នៅសីតុណ្ហភាពក្រោមសីតុណ្ហភាពគ្រីស្តាល់ រាងកាយបត់បែនក្លាយជារឹង និងបាត់បង់ការបត់បែនរបស់វា ដូច្នេះភាពធន់គឺស្រដៀងនឹងការស្ទុះឡើងវិញពីផ្ទៃលោហៈរឹង។
3. ជួររឹងគឺ Shore A60 ~ D80
ភាពរឹងគឺជាសូចនាករនៃសមត្ថភាពរបស់សម្ភារៈដើម្បីទប់ទល់នឹងការខូចទ្រង់ទ្រាយ កោស និងសំណឹក។
TPU ជាធម្មតា ភាពរឹងត្រូវបានវាស់ដោយប្រើ Shore A និង Shore D hardness testers ដោយ Shore A ប្រើសម្រាប់ភាពទន់ជាង TPU និង Shore D ប្រើកាន់តែពិបាក TPU.
ដោយសារតែភាពរឹង TPU អាចត្រូវបានកែតម្រូវដោយការលៃតម្រូវសមាមាត្រនៃផ្នែកទន់និងរឹង, TPU មានជួរភាពរឹងធំទូលាយដែលមានជួរភាពរឹងនៃ Shore A60 ~ D80 ដែលលាតសន្ធឹងលើភាពរឹងរបស់កៅស៊ូ និងផ្លាស្ទិច និងការបត់បែនខ្ពស់នៅទូទាំងជួររឹងទាំងមូល។
ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពរឹង, លក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួននៃ TPU នឹងផ្លាស់ប្តូរ។ ឧទាហរណ៍ការបង្កើនភាពរឹងរបស់ TPU នឹងបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃម៉ូឌុល tensile និងកម្លាំងរហែក បង្កើនភាពរឹង និងភាពតានតឹងនៃការបង្ហាប់ (សមត្ថភាពផ្ទុក) ការថយចុះនៃការពន្លូតនៅពេលសម្រាក ការកើនឡើងដង់ស៊ីតេ និងការបង្កើតកំដៅថាមវន្ត និងបង្កើនភាពធន់នឹងបរិស្ថាន។
កាប្រើប្រាស់នៃ TPU
នៅឆ្នាំ 1958 ក្រុមហ៊ុនអាមេរិក Goodrich Chemicals (ឥឡូវប្តូរឈ្មោះជា Lubrizol) បានចុះឈ្មោះជាលើកដំបូង។ TPU ឈ្មោះម៉ាក Estane ហើយចាប់តាំងពីពេលនោះមក ម៉ាកយីហោជាង 20 TPU បានលេចឡើងនៅទូទាំងពិភពលោកក្នុងរយៈពេល 40 ឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ជាមួយនឹងស៊េរីផលិតផលជាច្រើនសម្រាប់ម៉ាកនីមួយៗ។ ក្នុងនាមជា elastomer ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ TPU មានជួរដ៏ធំទូលាយនៃកម្មវិធីផលិតផលខាងក្រោម ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងតម្រូវការប្រចាំថ្ងៃ ឧបករណ៍កីឡា ប្រដាប់ប្រដាក្មេងលេង សម្ភារៈតុបតែង និងផ្នែកផ្សេងៗទៀត។ នេះគឺជាឧទាហរណ៍មួយចំនួន៖
1. ស្បែកជើង
TPU ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងស្បែកជើងជាចម្បងដោយសារតែការបត់បែនដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វានិងភាពធន់នឹងការពាក់។ ផលិតផលស្បែកជើងដែលមាន TPU មានផាសុកភាពក្នុងការពាក់ជាងផលិតផលស្បែកជើងធម្មតា ហើយដូច្នេះវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផលិតផលស្បែកជើងលំដាប់ខ្ពស់ ជាពិសេសនៅក្នុងកីឡា និងស្បែកជើងធម្មតាមួយចំនួន។
2. ទុយោ
TPU ទុយោត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងប្រទេសចិនជាបំពង់បង្ហូរឧស្ម័ន និងប្រេងសម្រាប់យន្តហោះ រថក្រោះ រថយន្ត ម៉ូតូ ឧបករណ៍ម៉ាស៊ីន និងឧបករណ៍មេកានិចផ្សេងទៀត ដោយសារភាពបត់បែន កម្លាំង tensile ល្អ ធន់នឹងផលប៉ះពាល់ និងធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងទាប។
3. ខ្សែ
TPU ផ្តល់នូវភាពធន់នឹងការរហែក ធន់នឹងការពាក់ និងលក្ខណៈពត់កោង ហើយធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងទាប គឺជាកត្តាសំខាន់ក្នុងដំណើរការខ្សែ។ ដូច្នេះហើយ នៅក្នុងទីផ្សារប្រទេសចិន TPU ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ខ្សែកម្រិតខ្ពស់ដូចជាខ្សែបញ្ជានិងខ្សែថាមពលដើម្បីការពារសម្ភារៈគ្របដណ្ដប់នៃការរចនាខ្សែដ៏ស្មុគស្មាញ ហើយការប្រើប្រាស់របស់វាកាន់តែរីករាលដាល។
4. បរិក្ខារពេទ្យ
TPU គឺមានសុវត្ថិភាព ស្ថិរភាព និងគុណភាពខ្ពស់ PVC សម្ភារៈជំនួសដែលមិនមានសារធាតុគីមីដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ដូចជា phthalates និងមិនបង្កើតផលរំខាននៅពេលផ្ទេរទៅក្នុងឈាម ឬវត្ថុរាវផ្សេងទៀតនៅក្នុងបំពង់បូម ឬថង់វេជ្ជសាស្ត្រ។ កម្រិតនៃការបញ្ចូល និងចាក់ត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងពិសេស TPU អាចប្រើបានយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយដែលមានស្រាប់ PVC ឧបករណ៍ជាមួយនឹងការកែតម្រូវបន្តិចបន្តួច។
