שליסל ריכטונגען פאר דער צוקונפטיגער אנטוויקלונג פון TPU

TPU איז אַ פּאָליורעטאַן טערמאָפּלאַסטיק עלאַסטאָמער, וואָס איז אַ מולטיפאַסע בלאָק קאָפּאָלימער צוזאַמענגעשטעלט פון דייסאָסיאַנאַטן, פּאָליאָלס ​​און קייט עקסטענדערס. ווי אַ הויך-פאָרשטעלונג עלאַסטאָמער, האט TPU אַ ברייט קייט פון דאַונסטרים פּראָדוקט אינסטרוקציעס און איז וויידלי געניצט אין טעגלעך נייטיקייטן, ספּאָרט ויסריכט, שפּילצייַג, דעקאָראַטיווע מאַטעריאַלס און אנדערע פעלדער, אַזאַ ווי שוך מאַטעריאַלס, שלאַנגען, קייבאַלז, מעדיציניש דעוויסעס, עטק.

איצט, די הויפּט TPU רוי מאַטעריאַל פאַבריקאַנטן אַרייַננעמען BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,לינגהואַ ניו מאַטעריאַלס, און אזוי ווייטער. מיטן אויסשטעל און קאפאציטעט אויסברייטערונג פון דינער פירמעס, איז די TPU אינדוסטריע יעצט שטארק קאנקורענט. אבער, אין דעם הויך-ענד אפליקאציע פעלד, פארלאזט עס זיך נאך אלץ אויף אימפארטן, וואס איז אויך א פעלד אין וועלכן כינע דארף דערגרייכן דורכברוכן. לאמיר רעדן וועגן די צוקונפטיגע מארקעט אויסזיכטן פון TPU פראדוקטן.

1. סופּערקריטיש שוימענדיק E-TPU

אין 2012, האבן אדידאס און BASF צוזאמען אנטוויקלט די לויף-שוך מארקע EnergyBoost, וואס ניצט פאומעד TPU (האנדל נאמען infinergy) אלס מיטל-זאול מאטעריאל. צוליב דעם באנוץ פון פאליעטער TPU מיט א Shore A הארטקייט פון 80-85 אלס סובסטראט, אין פארגלייך מיט EVA מיטל-זאלן, קענען פאומעד TPU מיטל-זאלן נאך אלץ האלטן גוטע עלאסטיסיטעט און ווייכקייט אין אומגעבונגען אונטער 0 ℃, וואס פארבעסערט טראגן-באקוועמליכקייט און איז ברייט אנערקענט אין מארקעט.
2. פיבער פארשטארקט מאדיפיצירט טפּו קאמפאזיט מאטעריאל

TPU האט גוטע אימפּאַקט קעגנשטעל, אָבער אין עטלעכע אַפּליקאַציעס, הויך עלאַסטיש מאָדולוס און זייער שווערע מאַטעריאַלן זענען פארלאנגט. גלאז פיברע פארשטארקונג מאָדיפיקאַציע איז אַ אָפט געניצט טעכניק צו פאַרגרעסערן די עלאַסטיש מאָדולוס פון מאַטעריאַלן. דורך מאָדיפיקאַציע, טערמאָפּלאַסטיק קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלן מיט פילע אַדוואַנידזשיז אַזאַ ווי הויך עלאַסטיש מאָדולוס, גוטע ינסאַליישאַן, שטאַרק היץ קעגנשטעל, גוטע עלאַסטיש אָפּזוך פאָרשטעלונג, גוטע קעראָוזשאַן קעגנשטעל, אימפּאַקט קעגנשטעל, נידעריק קאָעפיציענט פון יקספּאַנשאַן, און דימענשאַנאַל פעסטקייַט קענען זיין באקומען.

BASF האט איינגעפירט א טעכנאלאגיע פארן צוגרייטן הויך-מאדולוס פייבערגלאז פארשטארקט TPU ניצנדיק גלאז קורצע פיבערס אין איר פאטענט. א TPU מיט א שאָר D כאַרדנאַס פון 83 איז סינטעזירט געוואָרן דורך מישן פּאָליטעטראַפלאָראָעטילענע גליקאָל (PTMEG, Mn=1000), MDI, און 1,4-בוטאַנעדיאָל (BDO) מיט 1,3-פּראָפּאַנעדיאָל ווי רוי מאַטעריאַלן. די TPU איז קאַמפּאַונדעד געוואָרן מיט גלאז פיברע אין א מאַסע פאַרהעלטעניש פון 52:48 צו באַקומען א קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל מיט אן עלאַסטישן מאָדולוס פון 18.3 GPa און א טענסיל שטאַרקייט פון 244 MPa.

אין צוגאב צו גלאז פיברע, זענען דא אויך באריכטן וועגן פּראָדוקטן וואָס נוצן טשאַד פיברע קאָמפּאָזיט TPU, ווי למשל קאָוועסטראָ'ס מאַעזיאָ טשאַד פיברע/TPU קאָמפּאָזיט ברעט, וואָס האט אַן עלאַסטישן מאָדולוס פון ביז 100GPa און אַ נידעריקערע געדיכטקייט ווי מעטאַלן.
3. האַלאָגען-פֿרײַ פֿלאַם-פֿאַרהיטנדיק TPU

TPU האט הויכע שטאַרקייט, הויכע טאַפקייט, אויסגעצייכנטע טראָגן קעגנשטעל און אַנדערע אייגנשאַפטן, מאַכנדיג עס אַ זייער פּאַסיק שייד מאַטעריאַל פֿאַר דראָטן און קייבאַלז. אָבער אין אַפּלאַקיישאַן פעלדער ווי טשאַרדזשינג סטיישאַנז, איז העכער פלאַם ריטאַרדאַנסי פארלאנגט. עס זענען בכלל צוויי וועגן צו פֿאַרבעסערן די פלאַם ריטאַרדאַנט פאָרשטעלונג פון TPU. איינער איז רעאַקטיוו פלאַם ריטאַרדאַנט מאָדיפיקאַטיאָן, וואָס ינוואַלווז ינטראָודוסינג פלאַם ריטאַרדאַנט מאַטעריאַלס ווי פּאָליאָלס ​​אָדער יסאָסיאַנאַץ וואָס אַנטהאַלטן פאָספאָר, ניטראָגען און אַנדערע עלעמענטן אין די סינטעז פון TPU דורך כעמישער באַנדינג; די צווייטע איז אַדאַטיוו פלאַם ריטאַרדאַנט מאָדיפיקאַטיאָן, וואָס ינוואַלווז ניצן TPU ווי די סאַבסטראַט און אַדינג פלאַם ריטאַרדאַנץ פֿאַר צעשמעלץ מיקסינג.

רעאַקטיווע מאָדיפיקאַציע קען ענדערן די סטרוקטור פון TPU, אָבער ווען די סומע פון ​​אַדיטיוו פלאַם ריטאַרדאַנט איז גרויס, פאַרקלענערט זיך די שטאַרקייט פון TPU, די פּראַסעסינג פאָרשטעלונג פאַרערגערט זיך, און צוגעבן אַ קליינע סומע קען נישט דערגרייכן דעם פארלאנגטן פלאַם ריטאַרדאַנט מדרגה. איצט איז נישטאָ קיין קאמערציעל בנימצא הויך פלאַם ריטאַרדאַנט פּראָדוקט וואָס קען באמת טרעפן די אַפּליקאַציע פון ​​טשאַרדזשינג סטיישאַנז.

די פריערדיגע פירמע Bayer MaterialScience (איצט Kostron) האט אמאל פארגעשטעלט אן ארגאנישן פאספארוס-אנטהאלטנדיקן פאליאל (IHPO) באזירט אויף פאספין אקסייד אין א פאטענט. דער פאליעטער TPU סינטעזירט פון IHPO, PTMEG-1000, 4,4'- MDI, און BDO ווייזט אויף אויסגעצייכנטע פלאם-פארהאלטונג און מעכאנישע אייגנשאפטן. דער אויסשטויסונגס-פראצעס איז גלאט, און די אויבערפלאך פון דעם פראדוקט איז גלאט.

צולייגן האַלאָגען-פֿרייע פֿלאַם-שטילער איז איצט דער מערסט אָפֿט גענוצטער טעכנישער וועג פֿאַר צוגרייטן האַלאָגען-פֿרייע פֿלאַם-שטילער TPU. בכלל, פֿאָספֿאָר-באַזירטע, ניטראָגען-באַזירטע, סיליקאָן-באַזירטע, באָר-באַזירטע פֿלאַם-שטילער ווערן צוזאַמענגעשטעלט אָדער מעטאַל הידראָקסיידן ווערן גענוצט ווי פֿלאַם-שטילער. צוליב דער אינהערענטער ברענענדיקייט פֿון TPU, איז אָפֿט נויטיק אַ פֿלאַם-שטילער פֿיל-מאָל פֿון מער ווי 30% צו פֿאָרמירן אַ סטאַבילע פֿלאַם-שטילער שיכט בעת פֿאַרברענונג. אָבער, ווען די צוגעגעבענע מאָס פֿלאַם-שטילער איז גרויס, ווערט דער פֿלאַם-שטילער אומגלייך פֿאַרשפּרייט אין דעם TPU סאַבסטראַט, און די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון דעם פֿלאַם-שטילער TPU זענען נישט אידעאַל, וואָס באַגרענעצט אויך זײַן אַפּליקאַציע און העכערונג אין פֿעלדער ווי שלײַכן, פֿילמען און קאַבלען.

BASF'ס פּאַטענט שטעלט פֿאָר אַ פֿלאַם-פֿאַרהיטנדיקע TPU טעכנאָלאָגיע, וואָס מישט מעלאַמין פּאָליפֿאָספֿאַט און אַ פֿאָספֿאָר-האַלטנדיק דעריוואַט פֿון פֿאָספֿינישער זויער ווי פֿלאַם-פֿאַרהיטנדיקע מיט TPU מיט אַ דורכשניטלעכן מאָלעקולאַרן וואָג גרעסער ווי 150kDa. מען האָט געפֿונען אַז די פֿלאַם-פֿאַרהיטנדיקע פאָרשטעלונג איז באַדייטנד פֿאַרבעסערט געוואָרן בשעת מען האָט דערגרייכט אַ הויכע צענזור-שטאַרקייט.

כדי ווייטער צו פארבעסערן די צוגאנג-שטארקייט פון דעם מאטעריאל, שטעלט BASF'ס פאטענט פאר א מעטאד פארן צוגרייטן א קראָסלינקינג אגענט מאַסטערבאַטש וואס אנטהאלט איזאָסיאַנאַטן. צולייגן 2% פון דעם טיפ מאַסטערבאַטש צו א קאמפאזיציע וואס טרעפט די UL94V-0 פלאַם-פאַרהיטנדיקע רעקווייערמענץ קען פארגרעסערן די צוגאנג-שטארקייט פון דעם מאטעריאל פון 35MPa צו 40MPa בשעת'ן אויפהאלטן די V-0 פלאַם-פאַרהיטנדיקע פאָרשטעלונג.

צו פֿאַרבעסערן די היץ-יידזשינג קעגנשטעל פון פלאַם-ריטאַרדאַנט TPU, דער פּאַטענט פוןלינגהואַ נייַ מאַטעריאַלס פירמעאויך שטעלט פאר א מעטאד פון ניצן אויבערפלאך באדעקטע מעטאל הידראקסידן אלס פלאם-שטילער. כדי צו פארבעסערן די הידראליז קעגנשטאנד פון פלאם-שטילער TPU,לינגהואַ נייַ מאַטעריאַלס פירמעאיינגעפירט מעטאַל קאַרבאָנאַט אויף דער באַזע פון ​​צוגעבן מעלאַמין פלאַם ריטאַרדאַנט אין אן אנדער פּאַטענט אַפּלאַקיישאַן.

4. TPU פֿאַר אויטאָמאָטיוו פאַרב שוץ פילם

אויטאָ פאַרב שוץ פילם איז אַ שוץ פילם וואָס איזאָלירט די פאַרב ייבערפלאַך פון דער לופט נאָך ינסטאַלירונג, פאַרהיט זויער רעגן, אַקסאַדיישאַן, קראַצן, און גיט לאַנג-דויערנדיק שוץ פֿאַר די פאַרב ייבערפלאַך. זיין הויפּט פֿונקציע איז צו באַשיצן די אויטאָ פאַרב ייבערפלאַך נאָך ינסטאַלירונג. די פאַרב שוץ פילם בכלל באשטייט פון דרייַ לייַערס, מיט אַ זיך-היילנדיק קאָוטינג אויף דער ייבערפלאַך, אַ פּאָלימער פילם אין די מיטל, און אַן אַקריליק דרוק-סענסיטיוו קלעפּשטאָף אויף די דנאָ שיכט. TPU איז איינער פון די הויפּט מאַטעריאַלס פֿאַר צוגרייטן ינטערמידייט פּאָלימער פילמס.

די פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פֿאַר TPU געניצט אין פאַרב שוץ פילם זענען ווי גייט: קראַצן קעגנשטעל, הויך טראַנספּעראַנסי (ליכט טראַנסמיטאַנסי> 95%), נידעריק-טעמפּעראַטור בייגיקייט, הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעל, טענסאַל שטאַרקייַט> 50MPa, ילאָנגגיישאַן> 400%, און שאָר א כאַרדנאַס קייט פון 87-93; די מערסט וויכטיק פאָרשטעלונג איז וועטער קעגנשטעל, וואָס כולל קעגנשטעל צו UV יידזשינג, טערמאַל אָקסידאַטיוו דעגראַדאַציע, און כיידראָליסיס.

די איצטיקע פּראָדוקטן זענען אַליפֿאַטישע TPU צוגעגרייט פֿון דיסיקלאָהעקסיל דיאיזאָסיאַנייט (H12MDI) און פּאָליקאַפּראָלאַקטאָן דיאָל ווי רוי מאַטעריאַלן. געוויינטלעכע אַראָמאַטישע TPU ווערט קלאָר געל נאָך איין טאָג פֿון UV באַשטראַלונג, בשעת אַליפֿאַטישע TPU געניצט פֿאַר קאַר ראַפּ פֿילם קען האַלטן זײַן געל-קאָעפֿיציענט אָן באַדײַטנדיקע ענדערונגען אונטער די זעלבע באַדינגונגען.
פּאָלי (ε – קאַפּראָלאַקטאָן) TPU האט אַ מער באַלאַנסירטע פאָרשטעלונג קאַמפּערד צו פּאָליעטער און פּאָליעסטער TPU. אויף איין זייט, קען עס ווייַזן אַן אויסגעצייכנטע טרער-קעגנשטעל פון געוויינטלעכער פּאָליעסטער TPU, בשעת אויף דער אַנדערער זייט, ווייזט עס אויך אַן אויסגעצייכנטע נידעריקע קאַמפּרעשאַן פּערמאַנענטע דעפאָרמאַציע און הויך ריבאַונד פאָרשטעלונג פון פּאָליעטער TPU, אַזוי עס ווערט וויידלי געניצט אין דעם מאַרק.

צוליב פֿאַרשידענע באַדערפֿנישן פֿאַר פּראָדוקט קאָסטן-עפֿעקטיווקייט נאָך מאַרק סעגמענטאַציע, מיט דער פֿאַרבעסערונג פֿון ייבערפֿלאַך קאָוטינג טעכנאָלאָגיע און קלעפּשטאָף פֿאָרמולע אַדזשאַסטמענט פֿעיִקייט, איז אויך דאָ אַ מעגלעכקייט פֿאַר פּאָליעטער אָדער געוויינטלעכער פּאָליעסטער H12MDI אַליפֿאַטיש TPU צו ווערן געווענדט צו פֿאַרב שוץ פֿילמען אין דער צוקונפֿט.

5. ביאָבאַזירט TPU

די געוויינטלעכע מעטאָדע פֿאַר צוגרייטן ביאָ-באַזירט TPU איז צו אײַנפֿירן ביאָ-באַזירטע מאָנאָמערן אָדער אינטערמידיעטן בעת ​​דעם פּאָלימעריזאַציע פּראָצעס, אַזאַ ווי ביאָ-באַזירטע איזאָסיאַנאַטן (אַזאַ ווי MDI, PDI), ביאָ-באַזירטע פּאָליאָלס, אאַז"וו. צווישן זיי, ביאָ-באַזירטע איזאָסיאַנאַטן זענען רעלאַטיוו זעלטן אויפן מאַרק, בשעת ביאָ-באַזירטע פּאָליאָלס ​​זענען מער געוויינטלעך.

אין טערמינען פון ביאָ-באַזירטע איזאָסיאַנאַטן, שוין אין 2000, האָבן BASF, Covestro, און אַנדערע אינוועסטירט אַ סך מי אין PDI פאָרשונג, און די ערשטע פּאַרטיע PDI פּראָדוקטן זענען אַרײַנגעלייגט געוואָרן אין מאַרק אין 2015-2016. וואַנהואַ כעמיקאַל האָט אַנטוויקלט 100% ביאָ-באַזירטע TPU פּראָדוקטן ניצנדיק ביאָ-באַזירט PDI געמאַכט פון קאָרן סטאָווער.

אין טערמינען פון ביאָ-באַזירטע פּאָליאָלס, עס כולל ביאָ-באַזירט פּאָליטעטראַפלאָראָעטילענע (PTMEG), ביאָ-באַזירט 1,4-בוטאַנעדיאָל (BDO), ביאָ-באַזירט 1,3-פּראָפּאַנעדיאָל (PDO), ביאָ-באַזירט פּאָליעסטער פּאָליאָלס, ביאָ-באַזירט פּאָליעטער פּאָליאָלס, אאז"וו.

איצט האבן פארשידענע TPU פאבריקאנטן ארויסגעגעבן ביא-באזירטע TPU, וועמענס פאָרשטעלונג איז פאַרגלייַכלעך צו טראַדיציאָנעלע פּעטראָכעמישע TPU. דער הויפּט חילוק צווישן די ביא-באזירטע TPUs ליגט אין דער מדרגה פון ביא-באזירט אינהאַלט, וואָס ריינדזשט בכלל פון 30% ביז 40%, מיט עטלעכע וואָס דערגרייכן אפילו העכערע לעוועלס. קאַמפּערד צו טראַדיציאָנעלע פּעטראָכעמישע TPU, האט ביא-באזירטע TPU מעלות ווי רעדוצירן טשאַד ימישאַנז, סאַסטיינאַבאַל רעגענעראַציע פון ​​רוי מאַטעריאַלס, גרינע פּראָדוקציע, און רעסורסן קאָנסערוואַציע. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, אוןלינגהואַ ניו מאַטעריאַלסהאָבן לאָנטשט זייערע ביאָ-באַזירטע TPU בראַנדז, און טשאַד רעדוקציע און סאַסטיינאַביליטי זענען אויך שליסל ריכטונגען פֿאַר TPU אַנטוויקלונג אין דער צוקונפֿט.