TPU est elastomer thermoplasticum polyurethanum, copolymerum multiphasicum ex diisocyanatis, polyolis, et extensoribus catenae compositum. Ut elastomer altae efficaciae, TPU amplam varietatem productorum subsequentium habet et late in rebus necessariis quotidianis, apparatu athletico, ludicris, materiis decorativis, aliisque campis, ut in materiis calceorum, tubis, funibus, instrumentis medicis, et cetera, adhibetur.
In praesenti, inter praecipuos fabricatores materiae rudis TPU numerantur BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical.Linghua Nova Materia... et cetera. Cum dispositione et capacitate societatum domesticarum amplificata, industria TPU nunc valde competitiva est. Attamen, in campo applicationum summae qualitatis, adhuc ab importationibus nititur, quod etiam est regio in qua Sinae progressus assequi debent. De futuris prospectibus mercatus productorum TPU disseramus.
1. E-TPU spumans supercriticus
Anno MMXII, Adidas et BASF una calceorum cursoriorum notam EnergyBoost excogitaverunt, quae TPU spumante (nomine commerciali Infinergy) ut materiam mediae soleae utitur. Propter usum polyetheris TPU cum duritie Shore A 80-85 ut substratum, mediae soleae TPU spumante, comparatae cum mediis soleis EVA, tamen bonam elasticitatem et mollitiem in ambitu infra 0°C conservare possunt, quod commoditatem gerendi auget et in foro late agnoscitur.
2. Materia composita TPU modificata fibra roborata
TPU bonam resistentiam impacti habet, sed in quibusdam applicationibus, modulus elasticitatis altus et materiae durissimae requiruntur. Modificatio corroborationis fibrae vitreae est ars vulgo adhibita ad modulum elasticitatis materiarum augendum. Per modificationem, materiae compositae thermoplasticae cum multis commodis, ut modulus elasticitatis altus, bona insulatio, fortis resistentia caloris, bona recuperatio elastica, bona resistentia corrosionis, resistentia impacti, coefficiens expansionis humilis, et stabilitas dimensionalis, obtineri possunt.
BASF in patente suo technologiam ad TPU fibra vitrea armatum modulo alto praeparandum, utens fibris brevibus vitreis, introduxit. TPU cum duritia Shore D 83 synthesizatum est per mixturam polytetrafluoroethyleni glycolis (PTMEG, Mn=1000), MDI, et 1,4-butanedioli (BDO) cum 1,3-propanediolio ut materiis crudis. Hoc TPU cum fibra vitrea in proportione massae 52:48 compositum est, ut materia composita cum modulo elasticitatis 18.3 GPa et robore tensile 244 MPa obtineretur.
Praeter fibram vitream, etiam relationes sunt de productis compositis fibrae carbonis TPU utentibus, ut tabula composita fibrae carbonis/TPU Maezio a Covestro, quae modulum elasticitatis usque ad 100GPa et densitatem inferiorem quam metalla habet.
3. TPU sine halogenis ignifugum
TPU magnam firmitatem, magnam tenacitatem, optimam resistentiam attritionis, aliasque proprietates habet, quae eam materiam involucri aptissimam filis et funibus reddunt. Sed in campis applicationis, ut stationibus onerandi, maior resistentia flammae requiritur. Duae fere viae sunt ad efficaciam flammae retardantis TPU emendandam. Una est modificatio flammae retardantis reactiva, quae materias flammae retardantes, ut polyola vel isocyana phosphorum, nitrogenium, et alia elementa continentia, in synthesim TPU per nexus chemicos introducere implicat; altera est modificatio flammae retardantis additiva, quae TPU ut substratum adhibere et flammas retardantes addere ad mixturam liquefactam implicat.
Modificatio reactiva structuram TPU mutare potest, sed cum magna est quantitas additivi retardantis flammae, robur TPU minuitur, efficacitas processus deterioratur, et addita parva quantitas non potest gradum retardantis flammae requisitum consequi. In praesenti, nullum productum valde retardantem flammae in commercio praesto est quod vere applicationi stationum onerationis satisfacere possit.
Olim societas Bayer MaterialScience (nunc Kostron) polyolum organicum phosphoricum continens (IHPO) in oxydo phosphini fundatum in patente introduxit. Polyether TPU ex IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, et BDO synthesizatus egregiam resistentiam flammae et proprietates mechanicas exhibet. Processus extrusionis levis est, et superficies producti levis est.
Adhibitio retardantium flammae sine halogenis hodie via technica frequentissima est ad TPU retardantium flammae sine halogenis praeparandum. Generaliter, retardantes flammae e phosphoro, nitrogenio, silicio, et boro fundati vel mixti vel hydroxida metallica ut retardantes flammae adhibentur. Propter inflammabilitatem naturalem TPU, saepe quantitas retardantis flammae plus quam 30% requiritur ad stratum stabile retardantis flammae durante combustione formandum. Attamen, cum quantitas retardantis flammae addita magna est, retardans flammae inaequaliter dispergitur in substrato TPU, et proprietates mechanicae TPU retardantis flammae non sunt ideales, quod etiam applicationem et promotionem eius in campis ut tubis, pelliculis, et funibus limitat.
Litterae patentes BASF technologiam TPU ignifugam introducunt, quae melamini polyphosphatum et derivatum acidi phosphinici phosphorum continens ut ignifuga cum TPU cuius pondus moleculare medium est plus quam 150kDa miscet. Inventum est efficaciam ignifugam significanter auctam esse, dum magna vis tensilis assecuta est.
Ad firmitatem tensilem materiae ulterius augendam, patente BASF modum introducit ad mixturam magistralem agentis reticulantis continentem isocyanatas praeparandam. Addendo 2% huius generis mixturae magistralis ad compositionem quae requisitis ignifugationis UL94V-0 satisfacit, firmitas tensilis materiae a 35MPa ad 40MPa augeri potest, dum efficacia ignifugationis V-0 servatur.
Ad resistentiam caloris senescentiae TPU ignifugum augendam, patente...Societas Novarum Materiarum Linghuaetiam modum adhibendi hydroxida metallica superficie obducta ut ignifuga introducit. Ut resistentia hydrolysi TPU ignifugae augeatur,Societas Novarum Materiarum LinghuaCarbonatum metallicum introduxit addendo melaminae retardantis igni in alia petitione patenti.
4. TPU ad pelliculam tutelae picturae autocineticae
Pellicula tutelaris ad picturam autocineti est pellicula tutelaris quae superficiem picturae post installationem ab aere separat, pluviam acidam, oxidationem, scalpturam prohibet, et diuturnam tutelam superficiei picturae praebet. Munus eius principale est superficiem picturae autocineti post installationem protegere. Pellicula tutelaris plerumque tribus stratis constat, cum strato auto-sanante in superficie, pellicula polymerica in medio, et glutino acrylico pressione sensibili in strato inferiore. TPU est una ex materiis principalibus ad pelliculas polymericas intermedias praeparandas.
Requisita functionis pro TPU in pelliculis protectionis picturae adhibitis haec sunt: resistentia abrasioni, alta perspicuitas (transmissio lucis > 95%), flexibilitas temperaturae humilis, resistentia temperaturae altae, vis tensile > 50MPa, elongatio > 400%, et duritia Shore A inter 87 et 93. Maxime interest resistentia intemperiei, quae includit resistentiam contra senescentem UV, degradationem oxidativam thermalem, et hydrolysim.
Producta nunc maturata sunt TPU aliphatica ex dicyclohexyl diisocyanato (H12MDI) et polycaprolactone diol ut materiis crudis praeparata. TPU aromatica ordinaria post unum diem irradiationis UV visibiliter flavescit, dum TPU aliphatica ad pelliculas involucri autocinetorum adhibita coefficientem flavescentiae sine mutationibus significantibus sub iisdem condicionibus servare potest.
Poly(ε-caprolactone) TPU aequilibriorem praebet prae polyethere et polyestere TPU. Ex una parte, praeclaram resistentiam lacerationis, sicut polyester TPU ordinarius, exhibere potest, ex altera parte, etiam egregiam deformationem permanentem compressionis humilis et altum resilitionis facultatem polyetheris TPU ostendit, ita late in foro adhibetur.
Ob varia requisita de efficacia sumptuum producti post segmentationem mercatus, cum melioratione technologiae obductionis superficialis et facultatis adaptationis formulae adhaesivi, etiam est facultas ut polyether vel polyester H12MDI aliphaticum TPU ordinarium in futuro ad pelliculas protectionis picturae adhibeatur.
5. TPU biobasatum
Methodus communis ad TPU biobasatum praeparandum est monomera vel intermedia biobasata introducere per processum polymerizationis, ut isocyanatas biobasatas (velut MDI, PDI), polyola biobasata, etc. Inter ea, isocyanatas biobasatas relative raras sunt in foro, dum polyola biobasata frequentiora sunt.
Quod ad isocyanatas biologicas attinet, iam ab anno 2000, BASF, Covestro, et alii multum operae in investigatione PDI impenderunt, et prima series productorum PDI in forum immissa est annis 2015-2016. Wanhua Chemical producta TPU 100% biologica elaboravit, utens PDI biologico e papula frumenti facto.
Quod ad polyola biologica attinet, haec comprehendunt polytetrafluoroaethylenum biologicum (PTMEG), 1,4-butanediolum biologicum (BDO), 1,3-propanediolum biologicum (PDO), polyola polyesterica biologica, polyola polyetherica biologica, et cetera.
In praesenti, plures fabri TPU TPU biobasatum emiserunt, cuius effectus comparabilis est cum TPU petrochemico tradito. Praecipua differentia inter haec TPU biobasata in gradu contenti biobasati iacet, plerumque a 30% ad 40% variante, nonnullis etiam altioribus gradibus attingentibus. Comparatum cum TPU petrochemico tradito, TPU biobasatum commoda habet, ut reductionem emissionum carbonis, regenerationem sustinendam materiarum rudis, productionem viridem, et conservationem opum. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, et ...Linghua Nova Materiasuas marcas TPU biologicas emiserunt, et reductio carbonis et sustinabilitas etiam sunt directiones clavis pro evolutione TPU in futuro.
Tempus publicationis: IX Augusti, MMXXIV