TPU Material - ëmfaassend Analyse
Wat ass TPU
TPU is thermoplastesche Polyurethan, eng Zort Polyurethan, déi erhëtzt a gegoss ka ginn, an a Léisungsmëttel opgeléist ka ginn. Am Verglach mat gemëschtem a gegossenem Polyurethan huet thermoplastescht Polyurethan wéineg oder guer keng chemesch Vernetzung a senger chemescher Struktur, a seng Molekülle si grondsätzlech linear, awer et gëtt e gewësse Grad u physikaleschen Austausch.
D'Konzept vum kierperlechen Austausch gouf fir d'éischt vum Schollenberge CS am Joer 1958 proposéiert, wat op d'"Verbindungspunkte" tëscht linear Polyurethan-molekulare Ketten bezitt, déi thermesch oder reversibel an Léisungsmëttel löslech sinn. Et ass net tatsächlech e chemesche Kräizverbindung, awer et spillt d'Roll vun engem chemesche Kräizverbindung. Wéinst dem Effekt vun dësem kierperlechen Austausch bildt Polyurethan eng Multiphase Morphologietheorie, an d'Waasserstoffbindunge vum Polyurethan verbesseren seng Morphologie a maachen et méi resistent géint méi héich Fiichtegkeet.
Klassifikatioun vum TPU
Elo wou mer wëssen wat TPU ass, wat sinn seng Klassifikatiounen? Ofhängeg vu verschiddene Klassifikatiounsnormen, TPU Material kann vill verschidde Klassifikatiounen hunn.
Zum Beispill, no der mëller Segmentstruktur, kënne se an Polyestertyp, Polyethertyp a Butadien-Typ opgedeelt ginn, déi Ester-, Ether- oder Butengruppen respektiv enthalen. No der haarder Segmentstruktur kënne se an Urethan-Typ an Urethan-Harnstoff-Typ opgedeelt ginn, déi duerch Diol Kettenverlänger oder Diamin Kettenverlänger kritt ginn, respektiv. Déi allgemeng benotzt Klassifikatioun ass a Polyestertyp a Polyethertyp opgedeelt.
No ob et Cross-linking ass, kann et an reng thermoplastic an semi-thermoplastic ënnerdeelt ginn. Déi fréier ass eng reng linear Struktur ouni Kräizverbindungsbindungen, während déi lescht eng kleng Quantitéit vu Kräizverbindungsbindungen wéi Urethanmethacrylat enthält. No der Notzung vu fäerdege Produkter kann et a speziell geformte Deeler (verschidde mechanesch Deeler), Päifen (Schëlleren, Staangprofile), Filmer (Placken, dënn Placke), wéi och Klebstoff, Beschichtungen, Faseren, etc.
Wéi ass et TPU synthetiséiert
TPU, aus enger molekulare Struktur Perspektiv, gehéiert zu Polyurethan. Also wéi ass et synthetiséiert?
Geméiss verschiddene Syntheseprozesser ass et haaptsächlech a Bulkpolymeriséierung a Léisungspolymeriséierung opgedeelt.
A Bulk Polymeriséierung kann et weider opgedeelt ginn a Pre-Polymeriséierung an One-Step Method baséiert op ob et eng Pre-Reaktioun gëtt.
- Pre-Polymeriséierung involvéiert d'Reaktioun vun Diisocyanat mat héichmolekulare Diol fir eng gewëssen Zäit, an dann e Kettenverlänger bäizefügen fir ze produzéieren TPU.
- Ee-Schrëtt Method ëmfaasst d'Mëschung vun héichmolekulare Gewiicht Diol, Diisocyanat, a Kettenverlängerung zesummen fir ze reagéieren an ze produzéieren TPU.
Léisungspolymeriséierung involvéiert d'Opléisung vun Diisocyanat an engem Léisungsmëttel, d'Addéiere vun engem héichmolekulare Diol fir eng gewëssen Zäit ze reagéieren, a schliisslech e Kettenverlänger bäizefügen fir ze produzéieren TPU.
Der Aart vun TPU mëll Segment, Molekulare Gewiicht, Inhalt vun schwéier oder mëll Segmenter, an TPU Aggregatioun Staat wäert d'Dicht vun Afloss TPU, wat ongeféier tëscht 1.10 an 1.25 ass, ouni wesentlechen Ënnerscheed vun anere Gummi a Plastik.
An der selwechter Hardness, d'Dicht vu Polyether TPU ass manner wéi dee vu Polyester TPU.
Wéi ass et TPU Material veraarbecht
TPU Materialien ginn duerch verschidde Methoden veraarbecht fir d'Endprodukt no der Synthese vun ze bilden TPU Deelchen.D'Haaptmethoden benotzt fir TPU Veraarbechtung sinn Schmelzveraarbechtung a Léisungsveraarbechtung.
Schmelzveraarbechtung ass allgemeng benotzte Prozess an der Plastikindustrie: sou wéi Mëschung, Kalander, Extrusioun, Schlagformen, a Formen (inklusiv Injektioun, Kompressioun, Transfert, an Zentrifugalformen). D'Léisungsveraarbechtung beinhalt d'Opléisung vun de Partikelen an engem Léisungsmëttel oder direkt polymeriséieren se an engem Léisungsmëttel fir eng Léisung ze bilden, déi dann beschichtet oder gesponnen gëtt.
TPU erfuerdert keng Vulkaniséierungsverbindungsreaktioun fir d'Finale Produkt ze produzéieren, wat de Produktiounszyklus verkierze kann, an Offallmaterialien kënne recycléiert ginn a weiderbenotzt ginn.
Leeschtung vun TPU Material
E Material ass wäit benotzt well et excellent Leeschtung huet, an TPU ass keng Ausnahm. Wéi Goss Polyurethan (flësseg) a gemëscht Polyurethan (fest), TPU huet héich Modulus, héich Kraaft, héich elongation, héich Elastizitéit, excellent zouzedrécken Resistenz, Ueleg Resistenz, niddereg Temperatur Resistenz, an alternd Resistenz. Ënnert hinnen, héich tensile Stäerkt, grouss elongation, an niddreg laangfristeg compression permanent Deformatioun Taux si bedeitend Virdeeler vun TPU.
Déi mechanesch Eegeschafte vun TPU wäert haaptsächlech aus den Aspekter vun tensile Kraaft erkläert ginn, elongation, Widderstandsfäegkeet, an hardness.
1.High tensile Kraaft a grouss elongation
TPU huet excellent tensile Kraaft an elongation. Aus den Donnéeën an der Figur hei drënner kënne mir gesinn datt d'Trennstäerkt an d'Verlängerung vum Polyether TPU si wäit iwwer PVC Plastik a Gummi.
Zousätzlech, TPU kann den Ufuerderunge vun der Liewensmëttelindustrie ouni oder mat ganz wéinegen Zousatzstoffer während der Veraarbechtung erfëllen, wat schwéier ass fir aner Materialien wéi z.B. PVC a Gummi ze erreechen.
2.Resilience ass ganz empfindlech op Temperatur
D'Widderstandsfäegkeet vun TPU bezitt sech op de Grad, op deem et séier an säin ursprénglechen Zoustand zréckkënnt, nodeems de Verformungsstress entlooss gëtt, wat duerch d'Erhuelungsenergie ausgedréckt gëtt, dat heescht, d'Verhältnis vun der Verformungsrebound-Aarbecht an der Aarbecht, déi néideg ass fir d'Verformung ze produzéieren. Et ass eng Funktioun vum dynamesche Modul an intern Reibung vum elastesche Kierper, an ass ganz empfindlech op Temperatur.
Déi mëll Segmenter vun TPU sinn PTMG, PCL a PBA, mat relativen Molekulargewichte vun 1000 respektiv 2000; déi haart Segmenter sinn MDI-BDO, mat haarde Segment Inhalter vun 48.2% (PCL-1250 ass 42.7%) an 31.7%, an r0 = 1.05 Prepolymer Synthese.
Wéi erwaart, hëlt d'Widerstandsfäegkeet mat Ofsenkung vun der Temperatur erof bis eng gewëssen Temperatur, an dann erhéicht d'Elastizitéit séier. Dës Temperatur ass déi mëll Segment-Kristalliséierungstemperatur, déi duerch d'Struktur vum makromolekulare Diol bestëmmt gëtt a méi niddereg ass fir Polyether TPU wéi fir polyester TPU. Bei Temperaturen ënner der Kristalliséierungstemperatur gëtt den elastesche Kierper ganz haart a verléiert seng Elastizitéit, sou datt d'Widerstandsfäegkeet ähnlech ass wéi d'Rebound vun enger haarder Metalloberfläche.
3.Hardness Gamme ass Shore A60 ~ D80
Hardness ass en Indikator fir d'Fäegkeet vun engem Material fir Verformung, Kratzer a Abrasiounen ze widderstoen.
TPU Hardness gëtt normalerweis mat Shore A a Shore D Hardness Tester gemooss, mat Shore A benotzt fir méi weich TPU an Shore D benotzt fir méi haart TPU.
Well d'hardness vun TPU kann ugepasst ginn andeems de Verhältnis vu mëllen an haarde Segmenter ugepasst gëtt, TPU huet eng relativ breet Hardness Gamme, mat enger hardness Gamme vu Shore A60 ~ D80, Spannung der hardness vun Gummistécker a Plastik, an héich Elastizitéit duerch de ganze hardness Gamme.
Mat Ännerungen an hardness, puer Eegeschafte vun TPU wäert änneren. Zum Beispill, d'Erhéijung vun der hardness vun TPU wäert zu enger verstäerkter Spannmodul an Tréinekraaft resultéieren, erhéicht Steifheet a Kompressiounsstress (Laaschtkapazitéit), verréngert Verlängerung bei der Paus, erhéicht Dicht an dynamesch Hëtztgeneratioun, an erhéicht Ëmweltresistenz.
D'Benotzung vun TPU
Am Joer 1958 huet déi amerikanesch Firma Goodrich Chemicals (haut ëmbenannt Lubrizol) fir d'éischt de TPU Markennumm Estane, an zënterhier, méi wéi 20 Markennimm vun TPU sinn weltwäit an de leschten 40 Joer entstanen, mat verschiddene Serie vu Produkter fir all Mark. Als héich performant Elastomer, TPU huet eng breet Palette vun downstream Produit Uwendungen, a gëtt vill an alldeeglechen Noutwendegkeete benotzt, Sport Equipement, Spillsaachen, dekorativen Materialien, an aner Beräicher. Hei sinn e puer Beispiller:
1. Schong
TPU gëtt haaptsächlech a Schong benotzt wéinst senger exzellenter Elastizitéit a Verschleißbeständegkeet. Schongprodukter enthalen TPU si vill méi bequem ze droen wéi gewéinlech Schongprodukter, a ginn dofir méi wäit an High-End Schongprodukter benotzt, besonnesch an e puer Sport- a Casual Schong.
2. Schlauch
TPU Schlauch gi wäit a China benotzt als Gas- an Uelegschlauch fir Fligeren, Panzer, Autoen, Motorrieder, Maschinnen an aner mechanesch Ausrüstung wéinst hirer Flexibilitéit, gudder Spannkraaft, Schlagresistenz, an héich an niddreg Temperaturresistenz.
3. Kabele
TPU bitt Tréinebeständegkeet, Verschleißbeständegkeet, a Béieeigenschaften, an héich an niddreg Temperaturresistenz ass e Schlësselfaktor bei der Kabelleistung. Dofir, am chinesesche Maart, TPU gëtt fir High-End Kabelen wéi Kontrollkabel a Stroumkabel benotzt fir d'Ofdeckungsmaterialien vu komplexe Kabeldesignen ze schützen, a seng Notzung gëtt ëmmer méi verbreet.
4. Medical Equipement
TPU ass eng sécher, stabil, an héich-Qualitéit PVC Ersatzmaterial dat keng schiedlech Chemikalien wéi Phthalate enthält, a produzéiert keng Nebenwirkungen wann se op Blutt oder aner Flëssegkeeten a medizinesche Katheter oder medizinesche Poschen transferéiert ginn. Speziell entwéckelt Extrusioun an Injektiounsgrad TPU kann einfach mat bestehend benotzt ginn PVC Ausrüstung mat liicht Upassungen.
