TPU - полиуретан термопластик эластомер, ул диизоцианатлар, полиоллар һәм чылбыр озайткычларыннан торган күп фазалы блок сополимеры. Югары нәтиҗәле эластомер буларак, TPU төрле юнәлешләрдә кулланыла һәм көндәлек кирәк-яракларда, спорт җиһазларында, уенчыкларда, декоратив материалларда һәм башка өлкәләрдә, мәсәлән, аяк киеме материалларында, шлангларда, кабельләрдә, медицина җайланмаларында һ.б. киң кулланыла.
Хәзерге вакытта ТПУ чимал җитештерүче төп компанияләр арасында BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical бар.Лингхуа Яңа материаллар, һ.б. Җирле предприятиеләрнең урнашуы һәм куәте киңәюе белән, TPU сәнәгате хәзерге вакытта бик көндәшлекле. Ләкин, югары класслы куллану өлкәсендә ул әле дә импортка таяна, бу шулай ук Кытайга да зур уңышларга ирешергә кирәк булган өлкә. Әйдәгез, TPU продуктларының киләчәк базар перспективалары турында сөйләшик.
1. Суперкритик күбекләнүче E-TPU
2012 елда Adidas һәм BASF бергәләп EnergyBoost йөгерү аяк киеме брендын эшләделәр, ул урта табан материалы буларак күбекле TPU (infinergy сәүдә исеме) куллана. EVA урта табаннарына караганда, субстрат буларак Shore A катылыгы 80-85 булган полиэфир TPU кулланылганлыктан, күбекле TPU урта табаннары 0 ℃ тан түбән мохиттә дә яхшы эластиклыкны һәм йомшаклыкны саклый ала, бу кию уңайлылыгын яхшырта һәм базарда киң танылган.
2. Җепсел белән ныгытылган модификацияләнгән TPU композит материалы
TPU яхшы бәрелүгә чыдамлыкка ия, ләкин кайбер кушымталарда югары эластиклык модуле һәм бик каты материаллар кирәк. Пыяла җепселләрен ныгыту модификациясе - материалларның эластиклык модулен арттыру өчен еш кулланыла торган ысул. Модификацияләү аша югары эластиклык модуле, яхшы изоляция, көчле җылылыкка чыдамлык, яхшы эластик торгызу күрсәткечләре, яхшы коррозиягә чыдамлык, бәрелүгә чыдамлык, түбән киңәю коэффициенты һәм үлчәм тотрыклылыгы кебек күп өстенлекләргә ия термопластик композит материаллар алырга мөмкин.
BASF үзенең патентында пыяла кыска җепселләр кулланып, югары модульле пыяла җепселләре белән ныгытылган TPU әзерләү технологиясен тәкъдим итте. Shore D катылыгы 83 булган TPU политетрафторэтиленгликоль (PTMEG, Mn=1000), MDI һәм 1,4-бутандиол (BDO) белән чималны 1,3-пропандиол белән кушып синтезланды. Бу TPU 18,3 ГПа эластик модульле һәм 244 МПа тарту көче булган композит материал алу өчен пыяла җепселләре белән 52:48 масса нисбәтендә кушылды.
Пыяла җепселләреннән тыш, углерод җепселләреннән ясалган композит TPU кулланылган продуктлар турында да хәбәрләр бар, мәсәлән, Covestro'ның Maezio углерод җепселләреннән ясалган/TPU композит тактасы, аның эластиклык модуле 100 ГПа кадәр һәм тыгызлыгы металларга караганда түбәнрәк.
3. Галогенсыз ялкын тоткарлаучы TPU
TPU югары ныклыкка, югары ныклыкка, бик яхшы тузуга чыдамлыкка һәм башка үзлекләргә ия, бу аны чыбыклар һәм кабельләр өчен бик яраклы тышлык материалы итә. Ләкин зарядка станцияләре кебек куллану өлкәләрендә югарырак ялкын тоткарлыгы таләп ителә. TPUның ялкын тоткарлыгы эшчәнлеген яхшыртуның, гадәттә, ике ысулы бар. Берсе - реактив ялкын тоткарлыгы модификациясе, ул химик бәйләнеш аша TPU синтезына фосфор, азот һәм башка элементлар булган полиоллар яки изоцианатлар кебек ялкын тоткарлыгы материалларын кертүне үз эченә ала; Икенчесе - өстәмә ялкын тоткарлыгы модификациясе, ул TPUны субстрат буларак куллануны һәм эретмәләрне кушу өчен ялкын тоткарлыгы өстәүне үз эченә ала.
Реактив модификация TPU структурасын үзгәртә ала, ләкин өстәмә ялкын тоткарлаучы матдә күләме зур булганда, TPU көче кими, эшкәртү сыйфаты начарая, һәм аз күләм өстәү кирәкле ялкын тоткарлаучы дәрәҗәгә ирешә алмый. Хәзерге вакытта зарядка станцияләре куллануын чыннан да канәгатьләндерә алырлык югары ялкын тоткарлаучы продукт юк.
Элеккеге Bayer MaterialScience (хәзерге Kostron) бервакыт фосфин оксиды нигезендәге полиол (IHPO) органик фосфорны патентта тәкъдим иткән иде. IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI һәм BDOдан синтезланган полиэфир TPU ялкынга чыдам һәм механик үзлекләргә ия. Экструзия процессы шома, ә продуктның өслеге шома.
Галогенсыз ялкын тоткарлаучы матдәләр өстәү хәзерге вакытта галогенсыз ялкын тоткарлаучы TPU әзерләү өчен иң еш кулланыла торган техник ысул булып тора. Гадәттә, фосфор нигезендәге, азот нигезендәге, кремний нигезендәге, бор нигезендәге ялкын тоткарлаучы матдәләр кушыла яки металл гидроксидлары ялкын тоткарлаучы матдәләр буларак кулланыла. TPUның эчке янучанлыгы аркасында, яну вакытында тотрыклы ялкын тоткарлаучы катлам формалаштыру өчен еш кына 30% тан артык ялкын тоткарлаучы тутыру күләме кирәк. Ләкин, өстәлгән ялкын тоткарлаучы матдә күләме зур булганда, ялкын тоткарлаучы TPU нигезендә тигез булмаган рәвештә тарала, һәм ялкын тоткарлаучы TPUның механик үзлекләре идеаль түгел, бу аны шланглар, пленкалар һәм кабельләр кебек өлкәләрдә куллануны һәм популярлаштыруны чикли.
BASF патенты ялкынга чыдам TPU технологиясен тәкъдим итә, ул меламин полифосфатын һәм фосфорлы фосфорлы туындыны ялкынга чыдам матдә буларак 150 кДадан артык уртача молекуляр авырлыктагы TPU белән куша. Ялкынга чыдам матдәнең югары тарту ныклыгына ирешү белән беррәттән, аның эшчәнлеге сизелерлек яхшыруы ачыкланды.
Материалның тартуга чыдамлыгын тагын да арттыру өчен, BASF патентында изоцианатлар булган үзара бәйләүче агент мастербатын әзерләү ысулы кертелә. UL94V-0 ялкынга чыдамлык таләпләренә туры килә торган составка бу төр мастербатның 2% ын өстәү, V-0 ялкынга чыдамлык сыйфатын саклап калып, материалның тартуга чыдамлыгын 35 МПа дан 40 МПа га кадәр арттырырга мөмкин.
Ялкынга чыдам TPUның җылылык белән картаюга чыдамлыгын яхшырту өчен, патентЛинхуа яңа материаллар компаниясешулай ук өслек белән капланган металл гидроксидларын ялкын тоткарлаучы матдәләр буларак куллану ысулын тәкъдим итә. Ялкын тоткарлаучы ТПУның гидролизга чыдамлыгын яхшырту өчен,Линхуа яңа материаллар компаниясебашка патент заявкасында меламин ялкын тоткарлаучы матдә өстәү нигезендә металл карбонатын кертте.
4. Автомобиль буяуларын саклаучы пленка өчен TPU
Автомобиль буяуларын саклаучы пленка - буяу өслеген урнаштырганнан соң һавадан аерып торучы, кислота яңгырларын, оксидлашуны, тырналуларны булдырмый торган һәм буяу өслеген озак вакыт саклаучы саклагыч пленка. Аның төп функциясе - урнаштырылганнан соң автомобиль буяу өслеген саклау. Буяуларны саклаучы пленка, гадәттә, өч катламнан тора, өслектә үз-үзен төзәтә торган каплау, уртада полимер пленка һәм аскы катламда акрил басымга сизгер җилем бар. TPU - арадаш полимер пленкалар әзерләү өчен төп материалларның берсе.
Буяу саклау пленкасында кулланыла торган TPU өчен эш таләпләре түбәндәгеләр: тырналуга чыдамлык, югары үтә күренмәлелек (яктылык үткәрүчәнлеге >95%), түбән температурага чыдамлык, югары температурага чыдамлык, сузылуга ныклык >50МПа, сузылу >400%, һәм Shore A катылык диапазоны 87-93; Иң мөһим эш күрсәткечләре - һава торышына чыдамлык, ул ультрафиолет картайуга, термик оксидлашу деградациясенә һәм гидролизга чыдамлыкны үз эченә ала.
Хәзерге вакытта өлгергән продуктлар - дициклогексил диизоцианаттан (H12MDI) һәм чимал буларак поликапролактон диолыннан әзерләнгән алифатик ТПУ. Гадәти ароматик ТПУ бер көнлек ультрафиолет нурланышыннан соң күзгә күренеп саргая, ә автомобиль пленкасы өчен кулланылган алифатик ТПУ шул ук шартларда да үзенең саргаю коэффициентын сизелерлек үзгәрешләрсез саклый ала.
Полиэфир һәм полиэстер ТПУ белән чагыштырганда, полиэфир (ε – капролактон) ТПУ баланслырак эш сыйфатына ия. Бер яктан, ул гади полиэстер ТПУ кебек үк ертылуга чыдам, икенче яктан, ул шулай ук полиэфир ТПУның түбән кысылуга һәм югары кире кайтуга чыдамлыгын күрсәтә, шуңа күрә базарда киң кулланыла.
Базар сегментациясеннән соң продуктның бәя-экономик яктан нәтиҗәлелегенә карата төрле таләпләр булу сәбәпле, өслек каплау технологиясе һәм ябыштыргыч формуланы көйләү мөмкинлеге яхшыру белән, киләчәктә буяу саклау пленкаларына полиэфир яки гади полиэстер H12MDI алифатик TPU куллану мөмкинлеге дә бар.
5. Биологик нигезле TPU
Био-нигезле ТПУ әзерләүнең гадәти ысулы - полимерлашу процессында биологик мономерларны яки арадаш матдәләрне, мәсәлән, биологик изоцианатларны (мәсәлән, MDI, PDI), биологик полиолларны һ.б. кертү. Алар арасында био-нигезле изоцианатлар базарда чагыштырмача сирәк очрый, ә биологик полиоллар күбрәк очрый.
Биологик нигезле изоцианатларга килгәндә, 2000 елда ук BASF, Covestro һәм башкалар PDI тикшеренүләренә күп көч куйдылар, һәм PDI продуктларының беренче партиясе 2015-2016 елларда базарга чыгарылды. Wanhua Chemical компаниясе кукуруз борчагыннан ясалган биологик нигезле PDI кулланып, 100% био нигезле TPU продуктларын эшләде.
Биологик нигезле полиолларга килгәндә, алар арасында био нигезле политетрафторэтилен (PTMEG), био нигезле 1,4-бутандиол (BDO), био нигезле 1,3-пропандиол (PDO), био нигезле полиэстер полиоллары, био нигезле полиэфир полиоллары һ.б. бар.
Хәзерге вакытта күп кенә ТПУ җитештерүчеләре био-нигезле ТПУ чыгардылар, аларның эшчәнлеге традицион нефть химиясенә нигезләнгән ТПУ белән чагыштырырлык. Бу био-нигезле ТПУлар арасындагы төп аерма био-нигезле эчтәлек дәрәҗәсендә, гадәттә 30% тан 40% ка кадәр, кайберләре хәтта югарырак дәрәҗәләргә дә ирешә. Традицион нефть химиясенә нигезләнгән ТПУ белән чагыштырганда, био-нигезле ТПУ углерод чыгаруны киметү, чималны тотрыклы яңарту, яшел җитештерү һәм ресурсларны саклау кебек өстенлекләргә ия. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical һәмЛингхуа Яңа материалларүзләренең биологик нигезле TPU брендларын чыгардылар, һәм углеродны киметү һәм тотрыклылык киләчәктә TPU үсеше өчен төп юнәлешләр булып тора.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 9 августы