Arah utama kanggo pangembangan TPU ing mangsa ngarep

TPU kuwi elastomer termoplastik poliuretan, yaiku kopolimer blok multifase sing kasusun saka diisosianat, poliol, lan pemanjang rantai. Minangka elastomer kinerja dhuwur, TPU nduweni macem-macem arah produk hilir lan digunakake sacara wiyar ing kabutuhan saben dina, peralatan olahraga, dolanan, bahan dekoratif, lan bidang liyane, kayata bahan sepatu, selang, kabel, piranti medis, lan liya-liyane.

Saiki, produsen bahan baku TPU utama kalebu BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua New Materials, lan sapanunggalane. Kanthi tata letak lan ekspansi kapasitas perusahaan domestik, industri TPU saiki kompetitif banget. Nanging, ing bidang aplikasi kelas atas, isih gumantung marang impor, sing uga minangka wilayah sing kudu digayuh China. Ayo padha ngrembug babagan prospek pasar produk TPU ing mangsa ngarep.

1. E-TPU pembusa superkritis

Ing taun 2012, Adidas lan BASF bebarengan ngembangake merek sepatu lari EnergyBoost, sing nggunakake TPU berbusa (jeneng dagang infinergy) minangka bahan midsole. Amarga panggunaan TPU polieter kanthi kekerasan Shore A 80-85 minangka substrat, dibandhingake karo midsole EVA, midsole TPU berbusa isih bisa njaga elastisitas lan kelembutan sing apik ing lingkungan ing ngisor 0 ℃, sing nambah kenyamanan nganggo lan wis diakoni sacara wiyar ing pasar.
2. Bahan komposit TPU modifikasi sing dikuatake serat

TPU nduweni resistensi impact sing apik, nanging ing sawetara aplikasi, modulus elastis sing dhuwur lan bahan sing atos banget dibutuhake. Modifikasi penguatan serat kaca minangka teknik sing umum digunakake kanggo nambah modulus elastis bahan. Liwat modifikasi, bahan komposit termoplastik kanthi akeh kaluwihan kayata modulus elastis sing dhuwur, insulasi sing apik, tahan panas sing kuwat, kinerja pemulihan elastis sing apik, tahan korosi sing apik, tahan impact, koefisien ekspansi sing kurang, lan stabilitas dimensi bisa dipikolehi.

BASF wis ngenalake teknologi kanggo nyiapake TPU sing dikuatake fiberglass modulus dhuwur nggunakake serat cendhak kaca ing paten kasebut. TPU kanthi kekerasan Shore D 83 disintesis kanthi nyampur politetrafluoroetilena glikol (PTMEG, Mn=1000), MDI, lan 1,4-butanediol (BDO) karo 1,3-propanediol minangka bahan mentah. TPU iki digabung karo serat kaca kanthi rasio massa 52:48 kanggo entuk bahan komposit kanthi modulus elastis 18,3 GPa lan kekuatan tarik 244 MPa.

Saliyané serat kaca, ana uga laporan babagan produk sing nggunakaké TPU komposit serat karbon, kaya ta papan komposit serat karbon/TPU Maezio saka Covestro, sing nduwèni modulus elastis nganti 100GPa lan kapadhetan sing luwih endhek tinimbang logam.
3. TPU tahan api bebas halogen

TPU nduweni kekuatan dhuwur, ketangguhan dhuwur, tahan aus sing apik banget lan sifat liyane, saengga dadi bahan selubung sing cocog banget kanggo kabel lan kabel. Nanging ing bidang aplikasi kayata stasiun pangisian daya, tahan api sing luwih dhuwur dibutuhake. Umumé ana rong cara kanggo ningkatake kinerja tahan api TPU. Salah sijine yaiku modifikasi tahan api reaktif, sing kalebu ngenalake bahan tahan api kayata poliol utawa isosianat sing ngemot fosfor, nitrogen, lan unsur liyane menyang sintesis TPU liwat ikatan kimia; Kapindho yaiku modifikasi tahan api aditif, sing kalebu nggunakake TPU minangka substrat lan nambahake tahan api kanggo nyampur leleh.

Modifikasi reaktif bisa ngowahi struktur TPU, nanging nalika jumlah aditif tahan api gedhe, kekuwatan TPU mudhun, kinerja pangolahan mudhun, lan nambahake jumlah cilik ora bisa entuk tingkat tahan api sing dibutuhake. Saiki, ora ana produk tahan api dhuwur sing kasedhiya sacara komersial sing bisa memenuhi aplikasi stasiun pangisian daya.

Mantan Bayer MaterialScience (saiki Kostron) tau ngenalake poliol organik sing ngandhut fosfor (IHPO) adhedhasar fosfin oksida ing paten. TPU polieter sing disintesis saka IHPO, PTMEG-1000, 4,4'-MDI, lan BDO nduweni daya tahan api lan sifat mekanik sing apik banget. Proses ekstrusi alus, lan permukaan produk alus.

Nambahake retardan api bebas halogen saiki minangka rute teknis sing paling umum digunakake kanggo nyiyapake TPU tahan api bebas halogen. Umumé, retardan api berbasis fosfor, berbasis nitrogen, berbasis silikon, berbasis boron dikomposit utawa hidroksida logam digunakake minangka retardan api. Amarga gampang kobong TPU, jumlah isi retardan api luwih saka 30% asring dibutuhake kanggo mbentuk lapisan retardan api sing stabil sajrone pembakaran. Nanging, nalika jumlah retardan api sing ditambahake akeh, retardan api ora rata kasebar ing substrat TPU, lan sifat mekanik TPU tahan api ora ideal, sing uga mbatesi aplikasi lan promosi ing bidang kayata selang, film, lan kabel.

Paten BASF ngenalake teknologi TPU tahan api, sing nyampur melamin polifosfat lan turunan asam fosfat sing ngandhut fosfor minangka tahan api karo TPU kanthi bobot molekul rata-rata luwih saka 150kDa. Ditemokake yen kinerja tahan api saya apik sacara signifikan nalika entuk kekuatan tarik sing dhuwur.

Kanggo luwih ningkatake kekuatan tarik materi kasebut, paten BASF ngenalake metode kanggo nyiapake masterbatch agen crosslinking sing ngemot isosianat. Nambahake 2% saka jinis masterbatch iki menyang komposisi sing memenuhi syarat tahan api UL94V-0 bisa nambah kekuatan tarik materi saka 35MPa dadi 40MPa nalika njaga kinerja tahan api V-0.

Kanggo ningkatake ketahanan panas saka TPU tahan api, paten sakaPerusahaan Bahan Anyar Linghuauga ngenalake metode nggunakake hidroksida logam sing dilapisi permukaan minangka penghambat api. Kanggo ningkatake resistensi hidrolisis TPU tahan api,Perusahaan Bahan Anyar Linghuangenalake logam karbonat adhedhasar nambahake tahan api melamin ing aplikasi paten liyane.

4. TPU kanggo film pelindung cat otomotif

Film pelindung cat mobil yaiku film pelindung sing ngisolasi permukaan cat saka udara sawise dipasang, nyegah udan asam, oksidasi, goresan, lan menehi perlindungan sing tahan lama kanggo permukaan cat. Fungsi utamane yaiku kanggo nglindhungi permukaan cat mobil sawise dipasang. Film pelindung cat umume kasusun saka telung lapisan, kanthi lapisan sing bisa nyembuh dhewe ing permukaan, film polimer ing tengah, lan perekat sensitif tekanan akrilik ing lapisan ngisor. TPU minangka salah sawijining bahan utama kanggo nyiyapake film polimer antara.

Syarat kinerja kanggo TPU sing digunakake ing film proteksi cat yaiku: tahan goresan, transparansi dhuwur (transmitansi cahya>95%), fleksibilitas suhu rendah, tahan suhu dhuwur, kekuatan tarik>50MPa, elongasi>400%, lan kisaran kekerasan Shore A 87-93; Kinerja sing paling penting yaiku tahan cuaca, sing kalebu tahan penuaan UV, degradasi oksidatif termal, lan hidrolisis.

Produk sing wis mateng saiki yaiku TPU alifatik sing digawe saka disikloheksil diisosianat (H12MDI) lan polikaprolakton diol minangka bahan mentah. TPU aromatik biasa katon malih dadi kuning sawise sedina iradiasi UV, dene TPU alifatik sing digunakake kanggo film pembungkus mobil bisa njaga koefisien kuning tanpa owah-owahan sing signifikan ing kahanan sing padha.
TPU poli (ε – kaprolakton) nduwèni kinerja sing luwih seimbang dibandhingaké karo TPU polieter lan poliester. Ing sisih siji, bisa nduwèni ketahanan sobek sing apik banget kaya TPU poliester biasa, déné ing sisih liya, uga nduwèni deformasi permanen kompresi rendah sing luar biasa lan kinerja pantulan sing dhuwur saka TPU polieter, saéngga digunakaké sacara wiyar ing pasar.

Amarga macem-macem syarat kanggo efektifitas biaya produk sawise segmentasi pasar, kanthi peningkatan teknologi pelapisan permukaan lan kemampuan penyesuaian formula perekat, ana uga kemungkinan kanggo polieter utawa TPU alifatik H12MDI poliester biasa sing bakal diterapake ing film perlindungan cat ing mangsa ngarep.

5. TPU berbasis bio

Cara umum kanggo nyiyapake TPU adhedhasar bio yaiku ngenalake monomer utawa intermediet adhedhasar bio sajrone proses polimerisasi, kayata isosianat adhedhasar bio (kayata MDI, PDI), poliol adhedhasar bio, lan liya-liyane. Antarane, isosianat adhedhasar bio relatif langka ing pasar, dene poliol adhedhasar bio luwih umum.

Babagan isosianat berbasis bio, wiwit taun 2000, BASF, Covestro, lan liya-liyane wis nandur modal akeh upaya ing riset PDI, lan batch pertama produk PDI dilebokake ing pasar ing taun 2015-2016. Wanhua Chemical wis ngembangake produk TPU berbasis bio 100% nggunakake PDI berbasis bio sing digawe saka tungku jagung.

Saka segi poliol berbasis bio, kalebu politetrafluoroetilena berbasis bio (PTMEG), 1,4-butanediol berbasis bio (BDO), 1,3-propanediol berbasis bio (PDO), poliol poliester berbasis bio, poliol polieter berbasis bio, lan liya-liyane.

Saiki, akeh produsen TPU sing wis ngluncurake TPU berbasis bio, sing kinerjane bisa dibandhingake karo TPU berbasis petrokimia tradisional. Bedane utama antarane TPU berbasis bio iki ana ing tingkat kandungan berbasis bio, umume wiwit saka 30% nganti 40%, malah ana sing entuk tingkat sing luwih dhuwur. Dibandhingake karo TPU berbasis petrokimia tradisional, TPU berbasis bio nduweni kaluwihan kayata nyuda emisi karbon, regenerasi bahan mentah sing lestari, produksi ijo, lan konservasi sumber daya. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, lanLinghua New Materialswis ngluncurake merek TPU berbasis bio, lan pengurangan karbon lan keberlanjutan uga minangka arah utama kanggo pangembangan TPU ing mangsa ngarep.