टीपीयू मटेरियल्सचे सविस्तर स्पष्टीकरण

१९५८ मध्ये, गुडरिच केमिकल कंपनीने (आता लुब्रिझोल असे नामकरण झाले आहे) एस्टेन या टीपीयू ब्रँडची पहिल्यांदा नोंदणी केली. गेल्या ४० वर्षांत, जगभरात २० हून अधिक ब्रँड नावे उदयास आली आहेत आणि प्रत्येक ब्रँडच्या उत्पादनांच्या अनेक श्रेणी आहेत. सध्या, टीपीयू कच्च्या मालाच्या उत्पादकांमध्ये प्रामुख्याने बीएएसएफ, कोव्हेस्ट्रो, लुब्रिझोल, हंट्समन कॉर्पोरेशन, वानहुआ केमिकल ग्रुप, शांघाय हेंगआन, रुईहुआ, शुचुआन केमिकल इत्यादींचा समावेश आहे.

१、 टीपीयूचे प्रकार

सॉफ्ट सेगमेंटच्या संरचनेनुसार, त्याचे पॉलिस्टर प्रकार, पॉलिइथर प्रकार आणि ब्युटाडाइन प्रकारात वर्गीकरण केले जाऊ शकते, ज्यामध्ये अनुक्रमे एस्टर गट, इथर गट किंवा ब्युटीन गट असतो.

हार्ड सेगमेंटच्या संरचनेनुसार, त्याचे युरेथेन प्रकार आणि युरेथेन युरिया प्रकारात वर्गीकरण केले जाऊ शकते, जे अनुक्रमे एथिलीन ग्लायकॉल चेन एक्सटेंडर किंवा डायअमाइन चेन एक्सटेंडरपासून मिळवले जातात. सामान्य वर्गीकरण पॉलिस्टर प्रकार आणि पॉलिइथर प्रकारात केले जाते.

क्रॉस-लिंकिंगच्या उपस्थिती किंवा अनुपस्थितीनुसार, त्याचे शुद्ध थर्मोप्लास्टिक आणि सेमी थर्मोप्लास्टिकमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.

पहिल्यामध्ये शुद्ध रेषीय रचना असते आणि कोणतेही क्रॉस-लिंकिंग बंध नसतात; दुसऱ्यामध्ये अॅलोफॅनिक अॅसिड एस्टरसारख्या क्रॉस-लिंक्ड बंधांचे अल्प प्रमाण असते.

तयार उत्पादनांच्या उपयोगानुसार, त्यांची विभागणी प्रोफाइल केलेले भाग (विविध मशीन घटक), पाईप्स (शीट, बार प्रोफाइल), फिल्म्स (शीट, पातळ प्लेट्स), चिकट पदार्थ, लेप, तंतू इत्यादींमध्ये केली जाऊ शकते.

२、 टीपीयूचे संश्लेषण

आण्विक संरचनेच्या बाबतीत TPU हे पॉलीयुरेथेनच्या गटात मोडते. मग, त्याचे एकत्रीकरण कसे झाले?

वेगवेगळ्या संश्लेषण प्रक्रियांनुसार, त्याचे मुख्यत्वे बल्क पॉलिमरायझेशन आणि सोल्युशन पॉलिमरायझेशनमध्ये वर्गीकरण केले जाते.

बल्क पॉलिमरायझेशनमध्ये, पूर्व-अभिक्रियेच्या उपस्थिती किंवा अनुपस्थितीच्या आधारावर त्याचे पूर्व-पॉलिमरायझेशन पद्धत आणि एक-चरण पद्धत असेही वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

प्रीपॉलिमरायझेशन पद्धतीमध्ये, टीपीयू तयार करण्यासाठी चेन एक्स्टेंशन जोडण्यापूर्वी, डायआयसोसायनेटची मॅक्रोमॉलिक्युलर डायऑल्ससोबत ठराविक कालावधीसाठी अभिक्रिया घडवून आणली जाते;

एक-चरण पद्धतीमध्ये TPU तयार करण्यासाठी मॅक्रोमॉलिक्युलर डायऑल्स, डायआयसोसायनेट्स आणि चेन एक्सटेंडर्स यांचे एकाच वेळी मिश्रण करून अभिक्रिया घडवली जाते.

सोल्युशन पॉलिमरायझेशनमध्ये प्रथम डायआयसोसायनेट एका सॉल्व्हेंटमध्ये विरघळवले जाते, नंतर ठराविक कालावधीसाठी अभिक्रिया होण्यासाठी मॅक्रोमॉलिक्युलर डायऑल्स टाकले जातात आणि शेवटी TPU तयार करण्यासाठी चेन एक्सटेंडर्स टाकले जातात.

टीपीयू सॉफ्ट सेगमेंटचा प्रकार, आण्विक वजन, हार्ड किंवा सॉफ्ट सेगमेंटचे प्रमाण आणि टीपीयूची एकत्रीकरण अवस्था या गोष्टी टीपीयूच्या घनतेवर परिणाम करू शकतात, ज्याची घनता अंदाजे १.१०-१.२५ असते आणि इतर रबर आणि प्लास्टिकच्या तुलनेत त्यात लक्षणीय फरक नसतो.

समान कठीणपणा असताना, पॉलिइथर प्रकारच्या TPU ची घनता पॉलिस्टर प्रकारच्या TPU पेक्षा कमी असते.

३、 टीपीयूची प्रक्रिया

टीपीयू कणांपासून अंतिम उत्पादन तयार करण्यासाठी विविध प्रक्रियांची आवश्यकता असते, ज्यामध्ये प्रामुख्याने टीपीयू प्रक्रियेसाठी वितळवणे आणि विरघळवण्याच्या पद्धतींचा वापर केला जातो.

प्लास्टिक उद्योगात वितळण्याची प्रक्रिया ही सामान्यपणे वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे, जसे की मिश्रण करणे, रोलिंग, एक्सट्रूजन, ब्लो मोल्डिंग आणि मोल्डिंग;

द्रावण प्रक्रिया म्हणजे कणांना द्रावकात विरघळवून किंवा द्रावकात त्यांचे थेट बहुलकीकरण करून द्रावण तयार करण्याची आणि नंतर लेपन, सूत कातणे इत्यादी प्रक्रिया करण्याची प्रक्रिया आहे.

टीपीयूपासून बनवलेल्या अंतिम उत्पादनाला सामान्यतः व्हल्कनायझेशन क्रॉसलिंकिंग प्रतिक्रियेची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे उत्पादन चक्र कमी होऊ शकते आणि टाकाऊ सामग्रीचा पुनर्वापर करता येतो.

४、 टीपीयूची कामगिरी

टीपीयूमध्ये उच्च मॉड्युलस, उच्च सामर्थ्य, उच्च प्रसरणशीलता आणि लवचिकता, उत्कृष्ट झीज प्रतिरोध, तेल प्रतिरोध, कमी तापमान प्रतिरोध आणि वृद्धत्व प्रतिरोध हे गुणधर्म आहेत.

उच्च तन्य शक्ती, उच्च प्रसरणशीलता आणि दीर्घकालीन दाबामुळे होणाऱ्या कायमस्वरूपी विरूपणाचा कमी दर हे सर्व TPU चे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत.

शाओउ प्रामुख्याने टीपीयूच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर, जसे की तन्यता शक्ती आणि प्रसरण, लवचिकता, कडकपणा इत्यादी पैलूंवर सविस्तर माहिती देतील.

उच्च तन्य शक्ती आणि उच्च प्रसरण

टीपीयूमध्ये उत्कृष्ट ताणशक्ती आणि प्रसरणक्षमता असते. खालील आकृतीमधील माहितीवरून आपल्याला दिसून येते की, पॉलिइथर प्रकारच्या टीपीयूची ताणशक्ती आणि प्रसरणक्षमता ही पॉलिव्हिनाइल क्लोराइड प्लास्टिक आणि रबरपेक्षा खूपच चांगली आहे.

याव्यतिरिक्त, टीपीयू प्रक्रियेदरम्यान कमीत कमी किंवा कोणतेही अतिरिक्त पदार्थ न घालता अन्न उद्योगाच्या गरजा पूर्ण करू शकते, जे पीव्हीसी आणि रबर यांसारख्या इतर सामग्रींना साध्य करणे देखील कठीण आहे.

लवचिकता तापमानाला अत्यंत संवेदनशील असते.

टीपीयूची प्रत्यास्थता म्हणजे, विरूपणाचा ताण कमी झाल्यावर ते किती लवकर आपल्या मूळ स्थितीत परत येते, हे होय. ही प्रत्यास्थता पुनर्प्राप्ती ऊर्जेच्या स्वरूपात व्यक्त केली जाते, जी विरूपण निर्माण करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या कार्याशी विरूपण मागे घेण्याच्या कार्याचे गुणोत्तर असते. हे एका लवचिक वस्तूच्या गतिशील मापांक आणि अंतर्गत घर्षणाचे कार्य असून ते तापमानास अत्यंत संवेदनशील असते.

एका विशिष्ट तापमानापर्यंत तापमान कमी झाल्यावर प्रत्याघात कमी होतो आणि लवचिकता पुन्हा वेगाने वाढते. हे तापमान सॉफ्ट सेगमेंटचे स्फटिकीकरण तापमान असते, जे मॅक्रोमॉलिक्युलर डायऑलच्या संरचनेद्वारे निर्धारित केले जाते. पॉलिइथर प्रकारचा TPU हा पॉलिस्टर प्रकारच्या TPU पेक्षा कमी प्रत्याघातक्षम असतो. स्फटिकीकरण तापमानापेक्षा कमी तापमानात, इलास्टोमर खूप कठीण होतो आणि त्याची लवचिकता नाहीशी होते. त्यामुळे, त्याची प्रत्याघातक्षमता एखाद्या कठीण धातूच्या पृष्ठभागावरून होणाऱ्या प्रत्याघातासारखी असते.

कठोरतेची श्रेणी शोर A60-D80 आहे

कठोरता हे एखाद्या पदार्थाच्या विरूपण, चरे आणि ओरखडे यांना प्रतिकार करण्याच्या क्षमतेचे सूचक आहे.

टीपीयूची कडकपणा सामान्यतः शोर ए आणि शोर डी हार्डनेस टेस्टर वापरून मोजला जातो, ज्यामध्ये शोर ए मऊ टीपीयूसाठी आणि शोर डी कडक टीपीयूसाठी वापरला जातो.

मऊ आणि कठीण साखळी खंडांचे प्रमाण समायोजित करून TPU ची कडकपणा नियंत्रित करता येतो. त्यामुळे, TPU मध्ये Shore A60-D80 पर्यंतची तुलनेने विस्तृत कडकपणाची श्रेणी आहे, जी रबर आणि प्लास्टिकच्या कडकपणाला व्यापते, आणि संपूर्ण कडकपणाच्या श्रेणीमध्ये त्यात उच्च लवचिकता असते.

कठोरता बदलल्यामुळे, TPU चे काही गुणधर्म बदलू शकतात. उदाहरणार्थ, TPU ची कठोरता वाढवल्याने कार्यक्षमतेत बदल होतात, जसे की वाढलेला तन्यता गुणांक (tensile modulus) आणि फाटण्याची ताकद (tear strength), वाढलेली दृढता आणि संपीडन ताण (भार क्षमता), कमी झालेली प्रसरणशीलता (elongation), वाढलेली घनता आणि गतिशील उष्णता निर्मिती, आणि वाढलेली पर्यावरणीय प्रतिकारशक्ती.

५、 टीपीयूचा वापर

एक उत्कृष्ट लवचिक पदार्थ म्हणून, TPU च्या उत्पादनांमध्ये अनेक उपयोग आहेत आणि दैनंदिन गरजेच्या वस्तू, क्रीडा साहित्य, खेळणी, सजावटीचे साहित्य आणि इतर क्षेत्रांमध्ये त्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

बुटांचे साहित्य

टीपीयू (TPU) त्याच्या उत्कृष्ट लवचिकतेमुळे आणि झीज-प्रतिरोधकतेमुळे प्रामुख्याने बुटांच्या साहित्यासाठी वापरला जातो. टीपीयू असलेली पादत्राणे सामान्य पादत्राणांपेक्षा घालण्यासाठी अधिक आरामदायक असतात, त्यामुळे त्यांचा वापर उच्च दर्जाच्या पादत्राणांमध्ये, विशेषतः काही स्पोर्ट्स शूज आणि कॅज्युअल शूजमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

नळी

त्याच्या मऊपणामुळे, चांगल्या ताणशक्तीमुळे, आघातशक्तीमुळे आणि उच्च व कमी तापमानाला प्रतिकार करण्याच्या क्षमतेमुळे, चीनमध्ये विमाने, रणगाडे, मोटारगाड्या, मोटरसायकल आणि मशिन टूल्स यांसारख्या यांत्रिक उपकरणांमध्ये गॅस आणि तेलाच्या नळ्या म्हणून TPU होसेसचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

केबल

टीपीयू फाटण्यास, झिजण्यास आणि वाकण्यास प्रतिकार करण्याची क्षमता प्रदान करते, ज्यामध्ये उच्च आणि कमी तापमानाचा प्रतिकार हा केबलच्या कार्यक्षमतेसाठी महत्त्वाचा असतो. त्यामुळे चीनी बाजारपेठेत, कंट्रोल केबल्स आणि पॉवर केबल्ससारख्या प्रगत केबल्समध्ये, गुंतागुंतीच्या केबल डिझाइनच्या कोटिंग मटेरियलचे संरक्षण करण्यासाठी टीपीयूचा वापर केला जातो आणि त्याचा वापर अधिकाधिक व्यापक होत आहे.

वैद्यकीय उपकरणे

टीपीयू (TPU) हे एक सुरक्षित, स्थिर आणि उच्च-गुणवत्तेचे पीव्हीसी (PVC) पर्यायी साहित्य आहे, ज्यामध्ये थॅलेट (Phthalate) आणि इतर हानिकारक रासायनिक पदार्थ नसतात, आणि ते वैद्यकीय कॅथेटर किंवा वैद्यकीय बॅगमधील रक्त किंवा इतर द्रवांमध्ये मिसळून दुष्परिणाम घडवत नाहीत. हे विशेषतः विकसित केलेले एक्सट्रूजन ग्रेड आणि इंजेक्शन ग्रेड टीपीयू देखील आहे.

चित्रपट

टीपीयू फिल्म ही रोलिंग, कास्टिंग, ब्लोइंग आणि कोटिंग यांसारख्या विशेष प्रक्रियांद्वारे टीपीयू दाणेदार पदार्थापासून बनवलेली एक पातळ फिल्म आहे. तिच्या उच्च मजबुती, झीज-प्रतिरोधकता, उत्तम लवचिकता आणि हवामान-प्रतिरोधकतेमुळे, टीपीयू फिल्म्सचा वापर उद्योग, पादत्राणांचे साहित्य, कपड्यांची फिटिंग, ऑटोमोटिव्ह, रासायनिक, इलेक्ट्रॉनिक, वैद्यकीय आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.