TPU е полиуретански термопластичен еластомер, кој е повеќефазен блок кополимер составен од диизоцијанати, полиоли и продолжувачи на синџирот. Како еластомер со високи перформанси, TPU има широк опсег на насоки на производите низводно и широко се користи во секојдневни потреби, спортска опрема, играчки, украсни материјали и други области, како што се материјали за чевли, црева, кабли, медицински помагала итн.
Во моментов, главните производители на суровини на TPU вклучуваат BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Лингхуа нови материјали, и така натаму. Со распоредот и проширувањето на капацитетот на домашните претпријатија, TPU индустријата во моментов е многу конкурентна. Сепак, во полето на апликации од високата класа, таа сè уште се потпира на увоз, што е исто така област во која Кина треба да постигне пробив. Ајде да зборуваме за идните пазарни перспективи на TPU производите.
1. Суперкритично пенење E-TPU
Во 2012 година, Adidas и BASF заеднички го развија брендот за трчање EnergyBoost, кој користи пенлив TPU (трговско име infinergy) како материјал за среден ѓон. Поради употребата на полиетер TPU со Shore A цврстина од 80-85 како подлога, во споредба со EVA средните ѓонови, пенените TPU средни ѓонови сè уште можат да одржат добра еластичност и мекост во средини под 0 ℃, што ја подобрува удобноста при носење и е широко препознатливо во пазарот.
2. Модифициран TPU композитен материјал зајакнат со влакна
TPU има добра отпорност на удар, но во некои апликации, потребен е висок модул на еластичност и многу тврди материјали. Модификацијата на засилување со стаклени влакна е најчесто користена техника за зголемување на еластичниот модул на материјалите. Преку модификација, може да се добијат термопластични композитни материјали со многу предности како што се висок модул на еластичност, добра изолација, силна отпорност на топлина, добри перформанси за обновување на еластичноста, добра отпорност на корозија, отпорност на удар, низок коефициент на проширување и стабилност на димензиите.
BASF во својот патент воведе технологија за подготовка на TPU армиран со фиберглас со висок модул со користење на кратки стаклени влакна. TPU со Shore D цврстина од 83 беше синтетизиран со мешање на политетрафлуороетилен гликол (PTMEG, Mn=1000), MDI и 1,4-бутанедиол (BDO) со 1,3-пропанедиол како суровини. Овој TPU беше комбиниран со стаклени влакна во сооднос на маса од 52:48 за да се добие композитен материјал со модул на еластичност од 18,3 GPa и цврстина на истегнување од 244 MPa.
Покрај стаклените влакна, има и извештаи за производи кои користат композитни TPU од јаглеродни влакна, како што е композитната плоча на Covestro's Maezio carbon fiber/TPU, која има модул на еластичност до 100GPa и помала густина од металите.
3. TPU отпорен на пламен без халоген
TPU има висока јачина, висока цврстина, одлична отпорност на абење и други својства, што го прави многу погоден материјал за обвивка за жици и кабли. Но, во полињата на примена, како што се станиците за полнење, потребна е поголема отпорност на пламен. Генерално, постојат два начини за подобрување на перформансите на TPU за отпорни на пламен. Една од нив е реактивна модификација на отпорен на пламен, која вклучува воведување на материјали кои го забавуваат пламенот како што се полиоли или изоцијанати кои содржат фосфор, азот и други елементи во синтезата на TPU преку хемиско поврзување; Втората е модификација на адитив заштитник на пламенот, што вклучува користење на TPU како подлога и додавање на отпорници на пламен за мешање на топење.
Реактивната модификација може да ја промени структурата на TPU, но кога количината на адитив заштитник на пламен е голема, јачината на TPU се намалува, перформансите на обработка се влошуваат и со додавање на мала количина не може да се постигне потребното ниво на отпорност на пламен. Во моментов, не постои комерцијално достапен производ со висок отпор на пламен кој навистина може да ја исполни примената на станиците за полнење.
Поранешниот Bayer MaterialScience (сега Кострон) еднаш воведе органски фосфор кој содржи полиол (IHPO) врз основа на фосфин оксид во патент. Полиетерниот TPU синтетизиран од IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI и BDO покажува одлична отпорност на пламен и механички својства. Процесот на истиснување е мазен, а површината на производот е мазна.
Додавањето на отпорни на пламен без халогени во моментов е најчесто користената техничка маршрута за подготовка на TPU за отпорна на пламен без халоген. Општо земено, заштитувачите на пламен на база на фосфор, азот, силициум, базирани на бор се соединуваат или метални хидроксиди се користат како забавувачи на пламен. Поради инхерентната запаливост на TPU, често е потребна количина на полнење за отпорност на пламен од повеќе од 30% за да се формира стабилен пламен отпорен слој за време на согорувањето. Меѓутоа, кога количината на додаден заштитник на пламен е голема, заштитувачот на пламен е нерамномерно дисперзиран во TPU подлогата, а механичките својства на TPU заштитник на пламен не се идеални, што исто така ја ограничува неговата примена и промоција на полиња како што се црева, филмови. , и кабли.
Патентот на BASF воведува технологија TPU отпорна на пламен, која меша меламин полифосфат и дериват на фосфинска киселина што содржи фосфор како забавувачи на пламен со TPU со просечна тежина на молекуларна тежина поголема од 150 kDa. Утврдено е дека перформансите на отпорот на пламен биле значително подобрени додека се постигнува висока цврстина на истегнување.
За дополнително подобрување на цврстината на затегнување на материјалот, патентот на BASF воведува метод за подготовка на главна серија на средства за вкрстено поврзување што содржи изоцијанати. Додавањето на 2% од овој тип на главна серија на композиција што ги исполнува барањата за отпорност на пламен UL94V-0 може да ја зголеми цврстината на истегнување на материјалот од 35MPa на 40MPa додека ја одржува V-0 ефикасноста на отпорност на пламен.
За да се подобри отпорноста на топлинско стареење на TPU отпорен на пламен, патентот наКомпанијата за нови материјали Linghuaисто така, воведува метод за користење на површински обложени метални хидроксиди како отпорни на пламен. Со цел да се подобри отпорноста на хидролиза на TPU отпорен на пламен,Компанијата за нови материјали Linghuaвоведе метал карбонат врз основа на додавање на меламин заштитник на пламен во друга пријава за патент.
4. TPU за филм за заштита на автомобилска боја
Заштитната фолија за боја на автомобилот е заштитна фолија која ја изолира површината на бојата од воздухот по инсталацијата, спречува кисели дождови, оксидација, гребаници и обезбедува долготрајна заштита на површината на бојата. Неговата главна функција е да ја заштити површината на бојата на автомобилот по инсталацијата. Заштитниот филм за боја генерално се состои од три слоја, со само-заздравувачка обвивка на површината, полимерна фолија во средината и акрилно лепило чувствително на притисок на долниот слој. TPU е еден од главните материјали за подготовка на средно полимерни филмови.
Барањата за изведба за TPU што се користи во заштитниот филм за боја се како што следува: отпорност на гребење, висока транспарентност (пропустливост на светлина>95%), флексибилност при ниски температури, отпорност на висока температура, цврстина на истегнување>50MPa, издолжување>400%, и Shore A опсег на цврстина од 87-93; Најважната изведба е отпорноста на временските услови, која вклучува отпорност на стареење со УВ, термичка оксидативна деградација и хидролиза.
Моментално зрелите производи се алифатични TPU подготвени од дициклохексил диизоцијанат (H12MDI) и поликапролактон диол како суровини. Обичниот ароматичен TPU видливо пожолтува по еден ден УВ зрачење, додека алифатичниот TPU што се користи за филм за обвивка за автомобил може да го задржи коефициентот на пожолтување без значителни промени во истите услови.
Поли (ε – капролактон) TPU има побалансирани перформанси во споредба со полиетер и полиестер TPU. Од една страна, може да покаже одлична отпорност на кинење на обичниот полиестер TPU, додека од друга страна, исто така, покажува извонредна трајна деформација со ниска компресија и високи перформанси за враќање на полиетер TPU, со што се широко користени на пазарот.
Поради различните барања за економичност на производот по сегментацијата на пазарот, со подобрувањето на технологијата за обложување на површината и способноста за прилагодување на формулата за лепило, постои можност и полиетер или обичен полиестер H12MDI алифатичен TPU да се примени на заштитни филмови за боја во иднина.
5. Биобазиран TPU
Вообичаениот метод за подготовка на TPU базиран на био е да се воведат био-базирани мономери или посредници за време на процесот на полимеризација, како што се био-базирани изоцијанати (како што се MDI, PDI), био-базирани полиоли, итн. Меѓу нив, биобазираните изоцијанати се релативно ретки во на пазарот, додека полиолите базирани на био се почести.
Во однос на био-базираните изоцијанати, веќе во 2000 година, BASF, Covestro и други вложија многу напор во истражувањето на PDI, а првата серија производи на PDI беа пуштени на пазарот во 2015-2016 година. Wanhua Chemical има развиено 100% био-базирани TPU производи користејќи PDI базирани на био, направени од шпорет на пченка.
Во однос на био-базирани полиоли, тој вклучува био-базиран политетрафлуороетилен (PTMEG), био-базиран 1,4-бутанедиол (BDO), био-базиран 1,3-пропанедиол (PDO), био-базиран полиестер полиоли, био-базиран полиетер полиоли, итн.
Во моментов, повеќе производители на TPU лансираа TPU базирани на био, чии перформанси се споредливи со традиционалните TPU базирани на петрохемија. Главната разлика помеѓу овие TPU базирани на био лежи во нивото на содржина базирана на био, што генерално се движи од 30% до 40%, а некои дури и постигнуваат повисоки нивоа. Во споредба со традиционалните TPU базирани на петрохемиски, био-базиран TPU има предности како што се намалување на емисиите на јаглерод, одржливо регенерирање на суровините, зелено производство и зачувување на ресурсите. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical иЛингхуа нови материјалиги лансираа своите TPU брендови базирани на био, а намалувањето на јаглеродот и одржливоста се исто така клучни насоки за развој на TPU во иднина.
Време на објавување: август-09-2024 година