열가소성 폴리우레탄 엘라스토머란 무엇입니까?
폴리우레탄 엘라스토머는 다양한 폴리우레탄 합성 소재(다른 종류는 폴리우레탄 폼, 폴리우레탄 접착제, 폴리우레탄 코팅 및 폴리우레탄 섬유를 나타냄)이며, 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 폴리우레탄 엘라스토머의 세 가지 유형 중 하나이며, 사람들은 일반적으로 TPU(폴리우레탄 폼)라고 부릅니다. 폴리우레탄 엘라스토머의 다른 두 가지 주요 유형은 주조 폴리우레탄 엘라스토머(CPU로 약칭)와 혼합 폴리우레탄 엘라스토머(MPU로 약칭)입니다.
TPU는 가열에 의해 가소화되고 용매에 의해 용해될 수 있는 일종의 폴리우레탄 엘라스토머입니다.CPU 및 MPU와 비교하여 TPU는 화학 구조에 화학적 가교가 거의 또는 전혀 없습니다.분자 사슬은 기본적으로 선형이지만 일정량의 물리적 가교가 있습니다.이것은 구조적으로 매우 특징적인 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머입니다.
TPU의 구조와 분류
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머는 (AB) 블록 선형 폴리머입니다.A는 장쇄라고 불리는 고분자량의 고분자 폴리올(에스테르 또는 폴리에테르, 분자량 1000~6000)을 나타냅니다.B는 단쇄라고 불리는 2-12개의 직쇄 탄소 원자를 포함하는 디올을 나타냅니다.
열가소성 폴리우레탄 엘라스토머의 구조에서 세그먼트 A는 소프트 세그먼트라고 불리며 유연성과 부드러움의 특성을 가지며 TPU는 확장성을 갖습니다.B 세그먼트와 이소시아네이트가 반응하여 생성된 우레탄 사슬을 하드 세그먼트라고 하며 단단한 특성과 단단한 특성을 모두 가지고 있습니다.A와 B 세그먼트의 비율을 조정함으로써 서로 다른 물리적, 기계적 특성을 지닌 TPU 제품이 만들어집니다.
소프트세그먼트의 구조에 따라 폴리에스테르형, 폴리에테르형, 부타디엔형으로 구분되며 각각 에스테르기, 에테르기, 부텐기를 함유하고 있습니다.하드세그먼트의 구조에 따라 우레탄형과 우레탄우레아형으로 구분할 수 있으며 각각 에틸렌글리콜 사슬연장제 또는 디아민 사슬연장제로부터 얻어집니다.일반적인 분류는 폴리에스테르형과 폴리에테르형으로 구분됩니다.
TPU 합성 원료는 무엇입니까?
(1) 고분자 디올
TPU 엘라스토머에 함유된 분자량이 500~4000이고 이작용기 그룹이 50~80%인 거대분자 디올은 TPU의 물리적, 화학적 특성에 결정적인 역할을 합니다.
TPU 엘라스토머에 적합한 폴리머 디올은 폴리에스테르와 폴리에테르로 나눌 수 있습니다. 폴리에스테르에는 폴리테트라메틸렌 아디프산 글리콜(PBA) ε PCL, PHC가 포함됩니다.폴리에테르에는 폴리옥시프로필렌 에테르 글리콜(PPG), 테트라히드로푸란 폴리에테르 글리콜(PTMG) 등이 포함됩니다.
(2) 디이소시아네이트
분자량은 작지만 기능이 뛰어나 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트를 연결하는 역할을 할 뿐만 아니라 TPU에 다양한 우수한 물리적, 기계적 특성을 부여합니다.TPU에 적용할 수 있는 디이소시아네이트는 다음과 같습니다: 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 메틸렌 비스(-4-사이클로헥실 이소시아네이트)(HMDI), p-페닐디이소시아네이트(PPDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), p-페닐디메틸 디이소시아네이트( PXDI) 등
(3) 체인 연장제
분자량이 100~350인 사슬 연장제는 저분자 디올, 저분자량, 열린 사슬 구조 및 치환기가 없는 TPU의 높은 경도와 높은 스칼라 중량을 얻는 데 도움이 됩니다.TPU에 적합한 사슬 연장제로는 1,4-부탄디올(BDO), 1,4-비스(2-히드록시에톡시)벤젠(HQEE), 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM), p-페닐디메틸글리콜(PXG) 등이 있습니다.
강화제로서 TPU의 변형 적용
제품 비용을 절감하고 추가 성능을 얻기 위해 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머를 다양한 열가소성 및 변성 고무 재료를 강화하기 위해 일반적으로 사용되는 강화제로 사용할 수 있습니다.
높은 극성으로 인해 폴리우레탄은 의료 제품 제조에 사용할 수 있는 염소화 폴리에틸렌(CPE)과 같은 극성 수지 또는 고무와 상용성이 있습니다.ABS와 혼합하면 엔지니어링 열가소성 수지를 대체할 수 있습니다.폴리카보네이트(PC)와 함께 사용하면 내유성, 내연료성, 내충격성 등의 특성을 가지며 차체 제작에 사용할 수 있다.폴리에스테르와 결합하면 인성이 향상됩니다.또한 PVC, 폴리옥시메틸렌 또는 PVDC와도 잘 호환됩니다.폴리에스테르 폴리우레탄은 15% 니트릴 고무 또는 40% 니트릴 고무/PVC 혼합물과 잘 호환됩니다.폴리에테르 폴리우레탄은 40% 니트릴 고무/폴리염화비닐 혼합 접착제와도 잘 호환됩니다.또한 아크릴로니트릴 스티렌(SAN) 공중합체와도 호환될 수 있습니다.반응성 폴리실록산과 상호 침투 네트워크(IPN) 구조를 형성할 수 있습니다.위에서 언급한 혼합 접착제의 대부분은 이미 공식적으로 생산되었습니다.
최근 몇 년 동안 중국에서는 TPU를 이용한 POM 강화에 대한 연구가 증가하고 있습니다.TPU와 POM의 혼합은 TPU의 고온 저항성과 기계적 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 POM을 크게 강화합니다.일부 연구자들은 인장 파괴 테스트에서 POM 매트릭스와 비교하여 TPU가 포함된 POM 합금이 취성 파괴에서 연성 파괴로 전환되었음을 보여주었습니다.TPU를 추가하면 POM에 형상 기억 성능도 부여됩니다.POM의 결정질 영역은 형상기억합금의 고정상 역할을 하고, 비정질 TPU와 POM의 비정질 영역은 가역상 역할을 합니다.회복반응온도가 165℃이고 회복시간이 120초일 때 합금의 회복율은 95%이상에 도달하여 회복효과가 가장 좋다.
TPU는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무 또는 폐고무 분말과 같은 비극성 고분자 재료와 상용성이 어려우며 성능이 좋은 복합재를 생산하는 데 사용할 수 없습니다.따라서 후자에는 플라즈마, 코로나, 습식 화학, 프라이머, 화염 또는 반응성 가스와 같은 표면 처리 방법이 종종 사용됩니다.예를 들어 American Air Products and Chemicals Company에서는 분자량이 300~500만인 초고분자량 폴리에틸렌 미세분말에 F2/O2 활성가스 표면처리를 실시하고 이를 폴리우레탄 엘라스토머에 10의 비율로 첨가한 바 있습니다. %로 굴곡 탄성률, 인장 강도 및 내마모성을 크게 향상시킬 수 있습니다.그리고 F2/O2 활성가스 표면처리는 길이 6~35mm의 방향성 신장 단섬유에도 적용할 수 있어 복합재료의 강성과 인열인성을 향상시킬 수 있다.
TPU의 적용 분야는 무엇입니까?
1958년 Goodrich Chemical Company(현재 Lubrizol로 이름 변경)가 처음으로 TPU 브랜드 Estane을 등록했습니다.지난 40년 동안 전 세계에는 20개 이상의 브랜드 이름이 있었으며 각 브랜드에는 여러 가지 제품 시리즈가 있습니다.현재 전 세계 주요 TPU 원료 제조업체는 BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding 등입니다.
우수한 엘라스토머인 TPU는 다양한 다운스트림 제품을 보유하고 있으며 생활용품, 스포츠 용품, 장난감, 장식 재료 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.다음은 몇 가지 예입니다.
① 신발 재료
TPU는 신축성과 내마모성이 뛰어나 신발 소재로 주로 사용된다.TPU를 함유한 신발 제품은 일반 신발 제품보다 훨씬 편안하기 때문에 고급 신발 제품, 특히 일부 운동화와 캐주얼 신발에 더 널리 사용됩니다.
② 호스
부드러움, 우수한 인장 강도, 충격 강도 및 고온 및 저온에 대한 저항성으로 인해 TPU 호스는 중국에서 항공기, 탱크, 자동차, 오토바이 및 공작 기계와 같은 기계 장비의 가스 및 오일 호스로 널리 사용됩니다.
③ 케이블
TPU는 찢어짐 방지, 내마모성 및 굽힘 특성을 제공하며 고온 및 저온 저항이 케이블 성능의 핵심입니다.이에 중국 시장에서는 제어케이블, 전력케이블 등 첨단 케이블이 복잡한 케이블 디자인의 코팅재를 보호하기 위해 TPU를 사용하고 있으며 그 적용 범위가 점점 확대되고 있다.
④ 의료기기
TPU는 안전하고 안정적인 고품질 PVC 대체 소재로 프탈레이트 및 기타 화학적 유해 물질이 포함되어 있지 않으며 의료용 카테터나 의료용 가방에 있는 혈액이나 기타 액체로 이동하여 부작용을 일으킬 수 있습니다.또한 특별히 개발된 압출 Grade와 사출 Grade TPU는 기존 PVC 장비에서 약간의 디버깅만으로 쉽게 사용할 수 있습니다.
⑤ 차량 및 기타 교통수단
폴리우레탄 열가소성 엘라스토머로 나일론 직물의 양면을 압출 및 코팅함으로써 3~15명을 수용하는 팽창식 공격 뗏목 및 정찰 뗏목을 만들 수 있으며 가황 고무 팽창 뗏목보다 성능이 훨씬 우수합니다.유리 섬유로 강화된 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머는 자동차 양쪽의 성형 부품, 도어 스킨, 범퍼, 마찰 방지 스트립 및 그릴과 같은 차체 구성 요소를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
게시 시간: 2021년 1월 10일