Quid est elastomerum polyurethanum thermoplasticum?

Quid est elastomerum polyurethanum thermoplasticum?

Elastomer polyurethanicus est varietas materiarum syntheticarum polyurethanicarum (aliae varietates spumam polyurethanicam, glutinum polyurethanum, tunicam polyurethanicam, et fibram polyurethanicam significant), et elastomer polyurethanicus thermoplasticus est unum ex tribus generibus elastomeri polyurethanici. Homines id vulgo TPU appellant (alia duo genera principalia elastomerorum polyurethanici sunt elastomera polyurethanica fusa, abbreviata CPU, et elastomera polyurethanica mixta, abbreviata MPU).

TPU est genus elastomeri polyurethani quod calefactione plasticificari et solvente dissolvi potest. Comparatum cum CPU et MPU, TPU parvam vel nullam reticulationem chemicam in structura sua habet. Catena molecularis eius plerumque linearis est, sed quaedam reticulatio physica inest. Hoc est elastomer polyurethanus thermoplasticus cuius structura valde propria est.

Structura et classificatio TPU

Elastomer polyurethani thermoplastici est polymerum lineare (AB) quadratum. A polyolum polyolicum (esterem vel polyetherem, pondere moleculari 1000-6000) magno pondere moleculari repraesentat, quod catena longa appellatur; B diolum 2-12 atomos carbonii catenae rectae continens repraesentat, quod catena brevis appellatur.

In structura elastomeri polyurethani thermoplastici, segmentum A segmentum molle appellatur, quod et flexibilitatis et mollitiei proprietates habet, quo fit ut TPU extensibilitatem habeat; catena urethani, ex reactione inter segmentum B et isocyanatum generata, segmentum durum appellatur, quod et rigiditatem et duram proprietates habet. Ratione segmentorum A et B adaptata, producta TPU cum diversis proprietatibus physicis et mechanicis fiunt.

Secundum structuram segmenti mollis, in genus polyesteris, genus polyetheris, et genus butadieni dividi potest, quae respective gregem esteris, gregem aetheris, vel gregem buteni continent. Secundum structuram segmenti duri, in genus urethani et genus urethani urei dividi potest, quae respective ex extensoribus catenae ethylenglycolis vel extensoribus catenae diaminicis obtinentur. Classificatio communis in genus polyesteris et genus polyetheris dividitur.

Quae sunt materiae primae ad synthesim TPU?

(1) Diolum polymericum

Diol macromoleculare, cuius pondus moleculare a 500 ad 4000 variat et cuius greges bifunctionales, cum contento 50% ad 80% in elastomero TPU, munus decisivum in proprietatibus physicis et chemicis TPU agit.

Polymerum Diol aptum elastomero TPU in polyesterem et polyetherem dividi potest: polyesterum polytetramethylenum, acidum Adipicum glycolum (PBA) ε PCL, PHC comprehendit; polyetheres polyoxypropylenum aether glycolum (PPG), tetrahydrofuranum polyether glycolum (PTMG), etc. comprehendunt.

(2) Diisocyanas

Pondus moleculare parvum est, sed functio egregia, quae non solum partes connectendi segmentum molle et segmentum durum agit, sed etiam TPU variis bonis proprietatibus physicis et mechanicis praebet. Diisocyanata ad TPU applicabilia sunt: ​​methyleniphenyldiisocyanas (MDI), methylenibis(-4-cyclohexylisocyanas) (HMDI), p-phenyldiisocyanas (PPDI), 1,5-naphthaleniphenyldiisocyanas (NDI), p-phenyldimethyldiisocyanas (PXDI), etc.

(3) Extensor catenae

Extensor catenae cum pondere moleculari 100~350, Diolis parvi molecularis pertinens, parvo pondere moleculari, structura catenae apertae et nullo grege substituente, ad duritiem magnam et pondus scalare magnum TPU obtinendum conducit. Inter extensores catenae TPU idoneos sunt 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis(2-hydroxyethoxy)benzen (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), et cetera.

Applicatio Modificationis TPU ut Agentis Durabilis

Ad sumptus productorum minuendos et efficaciam augendam, elastomera polyurethana thermoplastica ut agentes durantes vulgo adhibiti ad varias materias thermoplasticas et gummi modificatas durandas adhiberi possunt.

Propter polaritatem magnam, polyurethanum cum resinis polaribus vel gummiis, ut polyethyleno chlorinato (CPE), quod ad res medicas fabricandas adhiberi potest, compatibile esse potest; miscendo cum ABS thermoplasticas machinales in usu substituere potest; cum polycarbonato (PC) coniuncto, proprietates habet ut resistentiam oleo, resistentiam cibustibili, et resistentiam impacti, et ad carrosseries fabricandas adhiberi potest; cum polyestere coniunctum, eius tenacitas augeri potest; praeterea, bene compatibile esse potest cum PVC, Polyoxymethyleno vel PVDC; polyurethanum polyesteris bene compatibile esse potest cum gummi nitrilici 15% vel mixtura gummi nitrilici 40%/PVC; polyurethanum polyetheris etiam bene compatibile esse potest cum glutino mixturae gummi nitrilici 40%/polyvinylchloridi; etiam co-compatibile esse potest cum copolymeris acrylonitrilis styreni (SAN); structuras retium interpenetrantium (IPN) cum polysiloxanis reactivis formare potest. Maxima pars glutinorum mixtorum supra memoratorum iam officialiter producta est.

Recentibus annis, in Sinis investigationes de duritiem POM per TPU auctae sunt. Mixtura TPU et POM non solum resistentiam ad altas temperaturas et proprietates mechanicas TPU auget, sed etiam POM significanter duritiem auget. Quidam investigatores demonstraverunt in probationibus fracturae tensilis, comparatione cum matrice POM, mixturam POM cum TPU a fractura fragili ad fracturam ductilem transiisse. Additio TPU etiam POM memoriae formae praebet. Regio crystallina POM ut phasis fixa mixturae memoriae formae fungitur, dum regio amorpha TPU amorphae et POM ut phasis reversibilis fungitur. Cum temperatura responsus recuperationis 165℃ et tempus recuperationis 120 secunda est, rata recuperationis mixturae plus quam 95% attingit, et effectus recuperationis optimus est.

TPU difficile cum materiis polymericis non polaribus, ut polyethylene, polypropylene, gummi ethylene propylene, gummi butadiene, gummi isoprene, vel pulvere gummi residui, congruere potest, nec ad composita bonae functionis producenda adhiberi potest. Ideo, modi tractationis superficialis, ut plasma, corona, chemia humida, primer, flamma, vel gas reactivum, saepe ad hoc adhibentur. Exempli gratia, Societas Americana Productuum et Chemicorum Aeris tractationem superficialem cum gas activo F2/O2 in pulvere subtili polyethylene ponderis molecularis altissimi, cum pondere moleculari 3-5 millionum, effecit, et elastomero polyurethano proportione 10% addidit, quod modulum flexuralem, firmitatem tensilem, et resistentiam attritionis significanter augere potest. Tractatio superficialis cum gas activo F2/O2 etiam fibris brevibus directionaliter elongatis, longitudine 6-35 mm, adhiberi potest, quod rigiditatem et tenacitatem lacerationis materiae compositae augere potest.

Quae sunt areae applicationis TPU?

Anno MCMLVIII, Goodrich Chemical Company (nunc Lubrizol renominata) primum notam TPU Estane registravit. Per quadraginta annos proximos, plus quam viginti nomina notarum toto orbe terrarum exstiterunt, et unaquaeque nota plures series productorum habet. Hodie, principales fabricatores materiae rudis TPU in mundo sunt: ​​BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, et cetera.

TPU, ut elastomer excellens, amplam varietatem productorum derivatorum habet, quae late in rebus necessariis quotidianis, rebus athleticis, ludis, materiis ornativis, aliisque campis adhibentur. Infra pauca exempla sunt.

① Materiae calceorum

TPU imprimis in materiis calceorum adhibetur propter eius excellentem elasticitatem et resistentiam attritionis. Calceamenta TPU continentia multo commodius geruntur quam calceamenta communia, itaque latius in calceamentis pretiosis, praesertim quibusdam calceamentis athleticis et calceamentis quotidianis, adhibentur.

② Tubi

Ob mollitiem, bonam vim tensilem, vim impacti, et resistentiam ad temperaturas altas et humiles, tubi TPU late in Sinis adhibentur ut tubi gasii et olei pro apparatu mechanico, ut aeroplanis, tankis, autocinetis, motociclis, et machinis instrumentis.

③ Funis

TPU praebet resistentiam lacerationis, resistentiam attritionis, et proprietates flexionis, cum resistentia temperaturae altae et humilis clavis sit ad functionem funium. Itaque in foro Sinensi, funes provecti, ut funes moderandi et funes potentiae, TPU utuntur ad protegendas materias tegumentorum designorum funium complexorum, et applicationes eorum magis magisque late diffundiuntur.

④ Instrumenta medica

TPU est materia substitutiva PVC tuta, stabilis et optimae qualitatis, quae phthalatum aliasque substantias chemicas noxias non continebit, et in sanguinem vel alia liquida in cathetere medico vel sacculo medico migrabit, unde effectus secundarios causabit. Praeterea, TPU specialiter elaborata, gradus extrusionis et gradus injectionis, facile adhiberi potest, paulo emendatione facta, in apparatu PVC existente.

⑤ Vehicula et alia media vecturae

Extrudendo et utraque pars textili nylon elastomero thermoplastico polyurethanico obducendo, rates inflatiles pugnae impetus et rates explorationis portantes 3-15 homines, multo meliore effectu quam rates inflatiles e gummi vulcanizato, fieri possunt; Elastomer thermoplasticus polyurethanicus fibra vitrea roboratus adhiberi potest ad partes corporis fabricandas, ut partes formatas in utraque parte ipsius currus, tegumenta ostiorum, protectores, fasciae anti-frictionis, et clathri.