TPU nyaéta elastomer termoplastik poliuretan, nyaéta kopolimer blok multifase anu diwangun ku diisosianat, poliol, sareng pemanjang ranté. Salaku elastomer kinerja tinggi, TPU ngagaduhan rupa-rupa arah produk hilir sareng seueur dianggo dina kabutuhan sapopoé, alat olahraga, cocooan, bahan hiasan, sareng widang sanésna, sapertos bahan sapatu, selang, kabel, alat médis, jsb.
Ayeuna, produsén bahan baku TPU utama kalebet BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Bahan Anyar Linghua, sareng saterasna. Kalayan tata letak sareng ékspansi kapasitas perusahaan domestik, industri TPU ayeuna kompetitif pisan. Nanging, dina widang aplikasi kelas luhur, éta masih ngandelkeun impor, anu ogé mangrupikeun widang anu kedah dihontal ku Cina. Hayu urang ngobrolkeun ngeunaan prospek pasar produk TPU ka hareup.
1. E-TPU pangbusa superkritis
Dina taun 2012, Adidas sareng BASF babarengan ngembangkeun merek sapatu lumpat EnergyBoost, anu nganggo TPU busa (nami dagang infinergy) salaku bahan midsole. Kusabab panggunaan TPU poliéter kalayan karasana Shore A 80-85 salaku substrat, dibandingkeun sareng midsole EVA, midsole TPU busa masih tiasa ngajaga élastisitas sareng kalembutan anu saé dina lingkungan di handap 0 ℃, anu ningkatkeun kanyamanan ngagem sareng dikenal sacara lega di pasar.
2. Bahan komposit TPU modifikasi anu dikuatkeun ku serat
TPU mibanda résistansi dampak anu saé, tapi dina sababaraha aplikasi, modulus élastis anu luhur sareng bahan anu teuas pisan diperyogikeun. Modifikasi tulangan serat gelas mangrupikeun téknik anu umum dianggo pikeun ningkatkeun modulus élastis bahan. Ngaliwatan modifikasi, bahan komposit termoplastik kalayan seueur kaunggulan sapertos modulus élastis anu luhur, insulasi anu saé, résistansi panas anu kuat, kinerja pamulihan élastis anu saé, résistansi korosi anu saé, résistansi dampak, koéfisién ékspansi anu handap, sareng stabilitas diménsi tiasa didapet.
BASF parantos ngenalkeun téknologi pikeun nyiapkeun TPU anu dikuatkeun ku fiberglass modulus tinggi nganggo serat pondok kaca dina paténna. TPU kalayan karasana Shore D 83 disintésis ku cara nyampur politetrafluoroetilena glikol (PTMEG, Mn=1000), MDI, sareng 1,4-butanediol (BDO) sareng 1,3-propanediol salaku bahan baku. TPU ieu dicampur sareng serat kaca dina babandingan massa 52:48 pikeun kéngingkeun bahan komposit kalayan modulus élastis 18,3 GPa sareng kakuatan tarik 244 MPa.
Salian ti serat kaca, aya ogé laporan produk anu nganggo TPU komposit serat karbon, sapertos papan komposit serat karbon/TPU Maezio ti Covestro, anu gaduh modulus élastis dugi ka 100GPa sareng kapadetan anu langkung handap tibatan logam.
3. TPU tahan seuneu bébas halogen
TPU mibanda kakuatan anu luhur, kateguhan anu luhur, résistansi kana goresan anu saé pisan sareng sipat-sipat sanésna, jantenkeun éta bahan sarung anu cocog pisan pikeun kawat sareng kabel. Tapi dina widang aplikasi sapertos stasiun ngecas, diperyogikeun résistansi seuneu anu langkung luhur. Sacara umum aya dua cara pikeun ningkatkeun kinerja résistansi seuneu TPU. Anu kahiji nyaéta modifikasi résistansi seuneu réaktif, anu ngalibatkeun ngenalkeun bahan résistansi seuneu sapertos poliol atanapi isosianat anu ngandung fosfor, nitrogén, sareng unsur-unsur sanés kana sintésis TPU ngalangkungan beungkeutan kimia; Anu kadua nyaéta modifikasi résistansi seuneu aditif, anu ngalibatkeun ngagunakeun TPU salaku substrat sareng nambihan résistansi seuneu pikeun nyampur lebur.
Modifikasi réaktif tiasa ngarobih struktur TPU, tapi nalika jumlah aditif tahan seuneu ageung, kakuatan TPU nurun, kinerja pamrosésan turun, sareng nambihan jumlah sakedik henteu tiasa ngahontal tingkat tahan seuneu anu diperyogikeun. Ayeuna, teu aya produk tahan seuneu anu luhur anu sayogi sacara komersil anu leres-leres tiasa nyumponan aplikasi stasiun ngecas.
Baheulana Bayer MaterialScience (ayeuna Kostron) kungsi ngenalkeun poliol organik anu ngandung fosfor (IHPO) dumasar kana oksida fosfin dina paténna. TPU poliéter anu disintésis tina IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, sareng BDO némbongkeun résistansi seuneu sareng sipat mékanis anu saé pisan. Prosés ékstrusi lemes, sareng permukaan produkna lemes.
Nambahkeun retardan seuneu bébas halogen ayeuna mangrupikeun rute téknis anu paling umum dianggo pikeun nyiapkeun TPU retardan seuneu bébas halogen. Sacara umum, retardan seuneu dumasar fosfor, dumasar nitrogén, dumasar silikon, dumasar boron dikomposit atanapi hidroksida logam dianggo salaku retardan seuneu. Kusabab gampang kabeuleum TPU, jumlah eusian retardan seuneu langkung ti 30% sering diperyogikeun pikeun ngabentuk lapisan retardan seuneu anu stabil nalika durukan. Nanging, nalika jumlah retardan seuneu anu ditambihkeun ageung, retardan seuneu henteu rata sumebar dina substrat TPU, sareng sipat mékanis TPU retardan seuneu henteu idéal, anu ogé ngawatesan aplikasi sareng promosina dina widang sapertos selang, pilem, sareng kabel.
Patén BASF ngenalkeun téknologi TPU tahan seuneu, anu ngagabungkeun melamin polifosfat sareng turunan asam fosfinat anu ngandung fosfor salaku tahan seuneu sareng TPU kalayan beurat molekul rata-rata langkung ageung tibatan 150kDa. Kapanggih yén kinerja tahan seuneu ningkat sacara signifikan bari ngahontal kakuatan tarik anu luhur.
Pikeun ningkatkeun kakuatan tarik bahan, patén BASF ngenalkeun metode pikeun nyiapkeun masterbatch agén crosslinking anu ngandung isosianat. Nambahkeun 2% tina jinis masterbatch ieu kana komposisi anu nyumponan sarat tahan seuneu UL94V-0 tiasa ningkatkeun kakuatan tarik bahan tina 35MPa dugi ka 40MPa bari ngajaga kinerja tahan seuneu V-0.
Pikeun ningkatkeun résistansi sepuh panas tina TPU tahan seuneu, patén tinaPerusahaan Bahan Anyar Linghuaogé ngenalkeun metode pikeun ngagunakeun hidroksida logam anu dilapis permukaan salaku panghambat seuneu. Dina raraga ningkatkeun résistansi hidrolisis TPU anu tahan seuneu,Perusahaan Bahan Anyar Linghuangenalkeun logam karbonat dumasar kana panambahan bahan tahan seuneu melamin dina aplikasi patén anu sanés.
4. TPU pikeun pilem panyalindungan cet otomotif
Pilem panyalindungan cet mobil nyaéta pilem panyalindungan anu ngasingkeun permukaan cet tina hawa saatos dipasang, nyegah hujan asam, oksidasi, goresan, sareng nyayogikeun panyalindungan anu awét pikeun permukaan cet. Fungsi utama na nyaéta pikeun ngajaga permukaan cet mobil saatos dipasang. Pilem panyalindungan cet umumna diwangun ku tilu lapisan, kalayan lapisan anu nyageurkeun diri dina permukaan, pilem polimér di tengah, sareng perekat sénsitip tekanan akrilik dina lapisan handap. TPU mangrupikeun salah sahiji bahan utama pikeun nyiapkeun pilem polimér antara.
Sarat kinerja pikeun TPU anu dianggo dina pilem panyalindungan cet nyaéta sapertos kieu: tahan goresan, transparansi anu luhur (transmitansi cahaya>95%), kalenturan suhu rendah, tahan suhu tinggi, kakuatan tarik>50MPa, elongasi>400%, sareng rentang karasa Shore A 87-93; Kinerja anu paling penting nyaéta tahan cuaca, anu kalebet tahan kana sepuh UV, degradasi oksidatif termal, sareng hidrolisis.
Produk anu ayeuna tos asak nyaéta TPU alifatik anu didamel tina disikloheksil diisosianat (H12MDI) sareng polikaprolakton diol salaku bahan baku. TPU aromatik biasa katingalina robah konéng saatos sadinten diiradiasi UV, sedengkeun TPU alifatik anu dianggo pikeun pilem bungkus mobil tiasa ngajaga koéfisién konéngna tanpa parobahan anu signifikan dina kaayaan anu sami.
TPU poli (ε – kaprolakton) mibanda kinerja anu langkung saimbang dibandingkeun sareng TPU poliéter sareng poliéster. Di hiji sisi, éta tiasa nunjukkeun résistansi soék anu saé sapertos TPU poliéster biasa, sedengkeun di sisi anu sanés, éta ogé nunjukkeun deformasi permanén komprési anu handap sareng kinerja pantulan anu luhur tina TPU poliéter, sahingga seueur dianggo di pasar.
Kusabab sarat anu béda pikeun efektivitas biaya produk saatos segmentasi pasar, kalayan ningkatna téknologi palapis permukaan sareng kamampuan panyesuaian rumus perekat, aya ogé kasempetan pikeun poliéter atanapi TPU alifatik poliéster H12MDI biasa diterapkeun kana pilem panyalindungan cet di hareup.
5. TPU berbasis bio
Métode umum pikeun nyiapkeun TPU berbasis bio nyaéta ku cara ngenalkeun monomer atanapi zat antara berbasis bio salami prosés polimérisasi, sapertos isosianat berbasis bio (sapertos MDI, PDI), poliol berbasis bio, jsb. Di antarana, isosianat berbasis bio relatif jarang aya di pasar, sedengkeun poliol berbasis bio langkung umum.
Dina hal isosianat berbasis bio, ti mimiti taun 2000, BASF, Covestro, sareng anu sanésna parantos investasi seueur usaha dina panalungtikan PDI, sareng angkatan munggaran produk PDI dipasarkan dina taun 2015-2016. Wanhua Chemical parantos ngembangkeun produk TPU berbasis bio 100% nganggo PDI berbasis bio anu didamel tina kompor jagong.
Dina istilah poliol dumasar bio, éta kalebet politetrafluoroetilena dumasar bio (PTMEG), 1,4-butanediol dumasar bio (BDO), 1,3-propanediol dumasar bio (PDO), poliol poliéster dumasar bio, poliol poliéter dumasar bio, jsb.
Ayeuna, seueur pabrik TPU parantos ngaluncurkeun TPU berbasis bio, anu kinerjana sami sareng TPU berbasis petrokimia tradisional. Bédana utama antara TPU berbasis bio ieu aya dina tingkat eusi berbasis bio, umumna ti 30% dugi ka 40%, bahkan aya anu ngahontal tingkat anu langkung luhur. Dibandingkeun sareng TPU berbasis petrokimia tradisional, TPU berbasis bio gaduh kaunggulan sapertos ngirangan émisi karbon, régenerasi bahan baku anu lestari, produksi héjo, sareng konservasi sumber daya. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, sarengBahan Anyar Linghuaparantos ngaluncurkeun merek TPU berbasis bio, sareng pangurangan karbon sareng keberlanjutan ogé mangrupikeun arah konci pikeun pamekaran TPU di masa depan.
Waktos posting: 9-Agu-2024