थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर म्हणजे काय?

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर म्हणजे काय?

पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर हे पॉलीयुरेथेन सिंथेटिक मटेरियलचे विविध प्रकार आहे (इतर प्रकार म्हणजे पॉलीयुरेथेन फोम, पॉलीयुरेथेन ॲडेसिव्ह, पॉलीयुरेथेन कोटिंग आणि पॉलीयुरेथेन फायबर), आणि थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर पॉलीयुरेथेन इलास्टोमरच्या तीन प्रकारांपैकी एक आहे, लोक सामान्यतः टीपीयू (टीपीयू) म्हणून ओळखतात. पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्सचे इतर दोन प्रमुख प्रकार म्हणजे कास्ट पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स, संक्षिप्त रूपात CPU, आणि मिश्रित पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स, संक्षिप्त रूपात MPU).

टीपीयू हा एक प्रकारचा पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर आहे जो गरम करून प्लॅस्टिकीकृत केला जाऊ शकतो आणि सॉल्व्हेंटद्वारे विरघळतो. CPU आणि MPU च्या तुलनेत, TPU मध्ये रासायनिक संरचनेत थोडे किंवा कोणतेही रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग नसते. त्याची आण्विक साखळी मुळात रेषीय आहे, परंतु भौतिक क्रॉस-लिंकिंगची विशिष्ट प्रमाणात आहे. हे थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर आहे जे संरचनेत अतिशय वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

TPU ची रचना आणि वर्गीकरण

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर एक (AB) ब्लॉक रेखीय पॉलिमर आहे. A उच्च आण्विक वजनासह पॉलिमर पॉलीओल (एस्टर किंवा पॉलिथर, 1000~6000 आण्विक वजन) दर्शवते, ज्याला लांब साखळी म्हणतात; B हा 2-12 सरळ साखळी कार्बन अणू असलेल्या डायओलचे प्रतिनिधित्व करतो, ज्याला शॉर्ट चेन म्हणतात.

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमरच्या संरचनेत, सेगमेंट A ला सॉफ्ट सेगमेंट म्हणतात, ज्यामध्ये लवचिकता आणि मऊपणाची वैशिष्ट्ये आहेत, ज्यामुळे TPU ला विस्तारक्षमता आहे; बी सेगमेंट आणि आयसोसायनेट यांच्यातील अभिक्रियेमुळे निर्माण झालेल्या युरेथेन साखळीला कठोर सेगमेंट म्हणतात, ज्यामध्ये कठोर आणि कठोर दोन्ही गुणधर्म असतात. A आणि B विभागांचे गुणोत्तर समायोजित करून, भिन्न भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांसह TPU उत्पादने तयार केली जातात.

सॉफ्ट सेगमेंट रचनेनुसार, ते पॉलिस्टर प्रकार, पॉलिथर प्रकार आणि बुटाडीन प्रकारात विभागले जाऊ शकते, ज्यामध्ये अनुक्रमे एस्टर गट, इथर गट किंवा ब्युटीन गट असतो. कठोर विभागाच्या संरचनेनुसार, ते यूरेथेन प्रकार आणि यूरेथेन युरिया प्रकारात विभागले जाऊ शकते, जे अनुक्रमे इथिलीन ग्लायकोल चेन विस्तारक किंवा डायमाइन चेन विस्तारकांकडून मिळवले जातात. सामान्य वर्गीकरण पॉलिस्टर प्रकार आणि पॉलिथर प्रकारात विभागलेले आहे.

TPU संश्लेषणासाठी कच्चा माल कोणता आहे?

(1) पॉलिमर डायल

500 ते 4000 पर्यंतचे आण्विक वजन आणि TPU इलास्टोमरमध्ये 50% ते 80% च्या सामग्रीसह द्विकार्यात्मक गटांसह मॅक्रोमोलेक्युलर डायल, TPU च्या भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमध्ये निर्णायक भूमिका बजावते.

टीपीयू इलास्टोमरसाठी उपयुक्त पॉलिमर डायल पॉलिस्टर आणि पॉलिथरमध्ये विभागले जाऊ शकते: पॉलिस्टरमध्ये पॉलिटेट्रामेथिलीन ॲडिपिक ॲसिड ग्लायकॉल (पीबीए) ε पीसीएल, पीएचसी; पॉलिथरमध्ये पॉलीऑक्सीप्रोपीलीन इथर ग्लायकॉल (पीपीजी), टेट्राहायड्रोफुरन पॉलीथर ग्लायकॉल (पीटीएमजी) इ.

(२) डायसोसायनेट

आण्विक वजन लहान आहे परंतु कार्य उत्कृष्ट आहे, जे केवळ सॉफ्ट सेगमेंट आणि हार्ड सेगमेंटला जोडण्याची भूमिका बजावत नाही तर टीपीयूला विविध चांगल्या भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्मांसह देखील प्रदान करते. TPU ला लागू होणारे डायसोसायनेट हे आहेत: मिथिलीन डायफेनिल डायसोसायनेट (MDI), मिथिलीन bis (-4-सायक्लोहेक्साइल आयसोसायनेट) (HMDI), p-फेनिल्डायसोसायनेट (PPDI), 1,5-नॅप्थॅलीन डायसोसायनेट (NDI), p-फेनिलडिफेनिल डायसोसायनेट (एनडीआय) PXDI), इ.

(3) साखळी विस्तारक

100~350 च्या आण्विक वजनासह चेन एक्स्टेन्डर, लहान आण्विक Diol, लहान आण्विक वजन, खुल्या साखळीची रचना आणि कोणताही पर्याय नसलेला गट TPU चे उच्च कडकपणा आणि उच्च स्केलर वजन मिळविण्यासाठी अनुकूल आहे. TPU साठी उपयुक्त असलेल्या साखळी विस्तारकांमध्ये 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) बेंझिन (HQEE), 1,4-सायक्लोहेक्सनेडिमिथेनॉल (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG) इ.

कडक करणारे एजंट म्हणून TPU चे बदल अर्ज

उत्पादनाची किंमत कमी करण्यासाठी आणि अतिरिक्त कार्यप्रदर्शन प्राप्त करण्यासाठी, पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्सचा वापर सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या टफनिंग एजंट्स म्हणून विविध थर्माप्लास्टिक आणि सुधारित रबर पदार्थांना कडक करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

त्याच्या उच्च ध्रुवीयतेमुळे, पॉलीयुरेथेन ध्रुवीय रेझिन्स किंवा रबर्सशी सुसंगत असू शकते, जसे की क्लोरीनेटेड पॉलिथिलीन (सीपीई), ज्याचा वापर वैद्यकीय उत्पादने करण्यासाठी केला जाऊ शकतो; ABS सह मिश्रण वापरण्यासाठी अभियांत्रिकी थर्मोप्लास्टिक बदलू शकते; पॉली कार्बोनेट (पीसी) सह संयोजनात वापरल्यास, त्यात तेल प्रतिरोध, इंधन प्रतिरोध आणि प्रभाव प्रतिरोध यांसारखे गुणधर्म असतात आणि ते कार बॉडी बनवण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात; पॉलिस्टरसह एकत्र केल्यावर, त्याची कडकपणा सुधारली जाऊ शकते; याव्यतिरिक्त, ते पीव्हीसी, पॉलीऑक्सिमथिलीन किंवा पीव्हीडीसीशी सुसंगत असू शकते; पॉलिस्टर पॉलीयुरेथेन 15% नायट्रिल रबर किंवा 40% नायट्रिल रबर/पीव्हीसी मिश्रणाशी सुसंगत असू शकते; पॉलिथर पॉलीयुरेथेन 40% नायट्रिल रबर/पॉलीविनाइल क्लोराईड मिश्रण चिकटवण्याशी सुसंगत देखील असू शकते; हे ऍक्रिलोनिट्रिल स्टायरीन (SAN) कॉपॉलिमरशी सुसंगत देखील असू शकते; हे रिऍक्टिव पॉलीसिलॉक्सेनसह इंटरपेनेट्रेटिंग नेटवर्क (IPN) संरचना तयार करू शकते. वर नमूद केलेल्या मिश्रित चिकट्यांपैकी बहुसंख्य आधीच अधिकृतपणे तयार केले गेले आहेत.

अलिकडच्या वर्षांत, चीनमध्ये टीपीयूद्वारे पीओएमच्या कडकपणावर संशोधन होत आहे. TPU आणि POM चे मिश्रण केवळ TPU चे उच्च-तापमान प्रतिरोध आणि यांत्रिक गुणधर्म सुधारत नाही तर POM ला लक्षणीयरीत्या कडक देखील करते. काही संशोधकांनी दर्शविले आहे की तन्य फ्रॅक्चर चाचण्यांमध्ये, POM मॅट्रिक्सच्या तुलनेत, TPU सह POM मिश्र धातु ठिसूळ फ्रॅक्चरपासून डक्टाइल फ्रॅक्चरमध्ये बदलले आहे. TPU ची जोडणी POM ला आकार मेमरी कार्यक्षमतेने देखील प्रदान करते. पीओएमचा स्फटिकीय प्रदेश हा आकार मेमरी मिश्रधातूचा निश्चित टप्पा म्हणून काम करतो, तर अनाकार TPU आणि पीओएमचा अनाकार प्रदेश उलटता येण्याजोगा टप्पा म्हणून काम करतो. जेव्हा पुनर्प्राप्ती प्रतिसाद तापमान 165 ℃ असते आणि पुनर्प्राप्ती वेळ 120 सेकंद असते, तेव्हा मिश्र धातुचा पुनर्प्राप्ती दर 95% पेक्षा जास्त पोहोचतो आणि पुनर्प्राप्ती प्रभाव सर्वोत्तम असतो.

TPU नॉन-ध्रुवीय पॉलिमर सामग्री जसे की पॉलीथिलीन, पॉलीप्रॉपिलीन, इथिलीन प्रोपीलीन रबर, बुटाडीन रबर, आयसोप्रीन रबर किंवा वेस्ट रबर पावडर यांच्याशी सुसंगत असणे कठीण आहे आणि चांगल्या कामगिरीसह कंपोझिट तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकत नाही. त्यामुळे, प्लाझ्मा, कोरोना, वेट केमिस्ट्री, प्राइमर, फ्लेम किंवा रिऍक्टिव्ह गॅस यासारख्या पृष्ठभागावरील उपचार पद्धती नंतरच्यासाठी वापरल्या जातात. उदाहरणार्थ, अमेरिकन एअर प्रॉडक्ट्स अँड केमिकल्स कंपनीने अल्ट्रा-हाय मॉलिक्युलर वेट पॉलीथिलीन फाइन पावडरवर 3-5 दशलक्ष आण्विक वजन असलेल्या F2/O2 सक्रिय गॅस पृष्ठभागावर उपचार केले आहेत आणि 10 च्या गुणोत्तराने पॉलीयुरेथेन इलास्टोमरमध्ये जोडले आहेत. %, जे त्याचे फ्लेक्सरल मॉड्यूलस, तन्य सामर्थ्य आणि पोशाख प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या सुधारू शकते. आणि F2/O2 सक्रिय गॅस पृष्ठभाग उपचार 6-35 मिमी लांबीच्या दिशात्मकपणे लांबलचक लहान तंतूंवर देखील लागू केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे मिश्रित सामग्रीचा कडकपणा आणि फाडणे सुधारू शकते.

TPU चे अर्ज क्षेत्र कोणते आहेत?

1958 मध्ये, गुडरिक केमिकल कंपनीने (आताचे नाव बदलून लुब्रिझोल) ने प्रथमच TPU ब्रँड Estane नोंदणी केली. गेल्या 40 वर्षांत, जगभरात 20 हून अधिक ब्रँड नावे आहेत आणि प्रत्येक ब्रँडमध्ये अनेक उत्पादनांची मालिका आहे. सध्या, जगातील मुख्य TPU कच्चा माल उत्पादक आहेत: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, इ.

एक उत्कृष्ट इलॅस्टोमर म्हणून, TPU मध्ये डाउनस्ट्रीम उत्पादनांची विस्तृत श्रेणी आहे, जी दैनंदिन गरजा, खेळाच्या वस्तू, खेळणी, सजावटीचे साहित्य आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. खाली काही उदाहरणे दिली आहेत.

① बूट साहित्य

उत्कृष्ट लवचिकता आणि पोशाख प्रतिरोधकतेमुळे टीपीयू मुख्यतः शू सामग्रीसाठी वापरला जातो. TPU असलेली पादत्राणे उत्पादने नेहमीच्या फुटवेअर उत्पादनांपेक्षा घालण्यास अधिक सोयीस्कर असतात, त्यामुळे ते उच्च श्रेणीतील फुटवेअर उत्पादनांमध्ये, विशेषतः काही स्पोर्ट्स शूज आणि कॅज्युअल शूजमध्ये जास्त वापरले जातात.

② होसेस

मऊपणा, चांगली तन्य शक्ती, प्रभाव सामर्थ्य आणि उच्च आणि निम्न तापमानास प्रतिकार यामुळे, TPU होसेस चीनमध्ये विमान, टाक्या, ऑटोमोबाईल्स, मोटरसायकल आणि मशीन टूल्स यांसारख्या यांत्रिक उपकरणांसाठी गॅस आणि ऑइल होसेस म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

③ केबल

टीपीयू टीयर रेझिस्टन्स, वेअर रेझिस्टन्स आणि वाकण्याची वैशिष्ट्ये प्रदान करते, उच्च आणि कमी तापमानाचा प्रतिकार केबलच्या कार्यक्षमतेची गुरुकिल्ली आहे. त्यामुळे चिनी बाजारपेठेत, प्रगत केबल्स जसे की कंट्रोल केबल्स आणि पॉवर केबल्स क्लिष्ट केबल डिझाईन्सच्या कोटिंग सामग्रीचे संरक्षण करण्यासाठी TPU चा वापर करतात आणि त्यांचे अनुप्रयोग अधिकाधिक व्यापक होत आहेत.

④ वैद्यकीय उपकरणे

TPU एक सुरक्षित, स्थिर आणि उच्च-गुणवत्तेची PVC पर्यायी सामग्री आहे, ज्यामध्ये Phthalate आणि इतर रासायनिक हानिकारक पदार्थ नसतील आणि वैद्यकीय कॅथेटर किंवा वैद्यकीय पिशवीमधील रक्त किंवा इतर द्रवांमध्ये स्थलांतरित होऊन दुष्परिणाम होतात. शिवाय, सध्याच्या PVC उपकरणांमध्ये थोडे डीबगिंग करून खास विकसित केलेले एक्सट्रूजन ग्रेड आणि इंजेक्शन ग्रेड TPU सहज वापरता येते.

⑤ वाहने आणि वाहतुकीची इतर साधने

नायलॉन फॅब्रिकच्या दोन्ही बाजूंना पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमरने एक्सट्रूडिंग आणि कोटिंग करून, इन्फ्लेटेबल कॉम्बॅट अटॅक राफ्ट्स आणि 3-15 लोक वाहून नेणारे टोपण राफ्ट्स बनवता येतात, व्हल्कनाइज्ड रबर इन्फ्लेटेबल राफ्ट्सपेक्षा खूप चांगली कामगिरी असते; काचेच्या फायबरसह प्रबलित पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमरचा वापर कारच्या दोन्ही बाजूंनी मोल्ड केलेले भाग, दरवाजाचे कातडे, बंपर, घर्षणविरोधी पट्ट्या आणि ग्रिल्स यांसारखे शरीर घटक बनवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.