ГЛАВНОЕ

Союз переработчиков пластмасс

ПОЛИМЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ: газета, купить и продать оборудование, цены на полимеры, изделия из пластмасс, книги, маркетинг, вакансии
стать партнером


Рейтинг@Mail.ru

Медиаплан 2020

СТАТЬИ И ОБЗОРЫ

Сфера применения термопластичных полиуретанов открывает новые горизонты

| Тема: Сырье

Термопластичные полиуретаны (ТПУ) являются термопластичными эластомерами, которые перерабатываются в расплаве. Эти материалы характеризуются высокой долговечностью и гибкостью.

ТПУ могут обладать различной комбинацией физических и химических свойств, а поэтому могут использоваться во многих ответственных сферах, таких как автомобилестроение, производство проводов и кабелей, «дышащих» пленок для досуга, спорта и для производства тканей, атмосферостойких нежелтеющих пленок и т.д.

По свойствам эти материалы располагаются между пластмассами и каучуками. Благодаря термопластичной природе такие материалы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими эластомерами (многие ТПУ являются уникальными):
— хорошая прочность при растяжении;
— высокое относительное удлинение при разрыве;
— хорошая грузоподъемность.

Термопластичный полиуретан (ТПУ) был открыт в 1937 году Отто Байером (Otto Bayer) и его сотрудниками в лабораториях компании I. G. Farben в Леверкузене, Германия.

Ниже приведены наиболее крупные производители термопластичных полиуретанов и выпускаемые ими бренды материалов:


Поставщик

Бренд(ы)

BASF

Elastollan®

Covestro

Desmopan®

DowDuPont

DIPRANE™, HYPERLAST™

Epaflex

EPACOL TK, EPALINE, EPAMOULD

Huntsman

AVALON®, IROGRAN®, KRYSTALFLEX®

Lubrizol

Estane®, Pearlbond™, Isoplast®, Pearlstick™

PolyOne

Edgetek™, Gravi-Tech™, NEUSoft™, OnFlex™



Как производится ТПУ?

ТПУ получается по реакции полиприсоединения, происходящей с участием диизоцианата и одного или нескольких диолов по специальному механизму. Для производства ТПУ необходимо три базовых сырьевых компонента:
— полиол или длинноцепной диол;
— удлинитель цепи или короткоцепной диол;
— диизоцианат.

ТПУ представляет собой линейный сегментированный блок-сополимер, состоящий из твердых (жестких) и мягких (гибких, эластичных) сегментов.

Рис. Молекулярная структура термопластичных полиуретанов

Основные свойства термопластичных полиуретанов

ТПУ успешно используются в промышленности благодаря сочетанию следующих свойств:
 — стойкость к абразивному изнашиванию/образованию царапин;
— высокая стойкость к абразивному изнашиванию и стойкость к образованию царапин обеспечивают долговечность и хороший внешний вид изделий из ТПУ.

В тех сферах, в которых такая стойкость является критически важной, в частности сферах производства деталей внутренней отделки автомобилей, спортивных товаров, товаров для отдыха, технических деталей и специальных кабелей, ТПУ позволяют добиваться высоких результатов (по сравнению с использованием других материалов).

Стойкость материалов к абразивному изнашиванию обычно определяется по потере массы образца при стандартном тесте на истирание. Ниже представлены результаты таких тестов.

Сравнительные результаты таких тестов указывают на то, что ТПУ обладают высокой стойкостью к абразивному изнашиванию по сравнению с другими материалами, такими как ПВХ или каучуки.

Эффект софт-тач/комфортность использования и эргономичность

Последние разработки позволили получать ТПУ, не содержащие пластификаторов, твердость по Шору которых составляет от 55 до 80 (шкала A).

Такие продукты обладают высоким качеством поверхности, хорошей адгезией к конструкционным пластмассам, таким как АБС-пластик и полиамид, а также высокой стойкостью к образованию царапин и к абразивному изнашиванию.

Стойкость к действию УФ-излучения

Алифатические ТПУ характеризуются стойкостью окраски, т.е. сохраняют привлекательность внешнего вида при эксплуатации. Они обладают высокой стойкостью к действию ультрафиолетового излучения и высокой стойкостью окраски и при этом хорошо сохраняют свои механические характеристики.

Алифатические ТПУ имеют такой баланс свойств, который позволяет использовать их при производстве электроники. При получении изделий окрашенных как в светлые, так и в темные цвета производители могут эффективно использовать ТПУ.

Хорошо «дышащие» ТПУ обеспечивают оптимальную комфортность изделий.

При проектировании спортивной или обычной обуви, а также строительных изделий компании используют ТПУ благодаря их способности «дышать», что позволяет обеспечить оптимальную комфортность изделий для потребителей.

В отличие от традиционных ТПУ, значение коэффициента пропускания водяных паров которых составляет менее 1500 г/м2/день, для «дышащих» марок ТПУ значения этого коэффициента могут превышать 10 тыс. г/м2/день (больше на 560%). Традиционные ТПУ могут смешиваться с «дышащими» марками с целью получения материалов с оптимальным сочетанием свойств, подходящих для конкретных сфер применения.

Комбинация высокой прозрачности и стойкости к абразивному изнашиванию

Производители предлагают кристально прозрачные марки ТПУ с очень хорошей твердостью. Эта характеристика позволяет использовать ТПУ при процессах экструзии прозрачных пленок, трубок и шлангов, а также процессах литья под давлением технических деталей с привлекательным внешним видом (изделия с толщиной стенки до 6 мм, для которых необходимо обеспечить прозрачность).

Другие преимущества ТПУ:
— высокая эластичность во всем доступном диапазоне значений твердости;
— высокая ударная вязкость при пониженной температуре;
— стойкость к действию масел, смазок и разных растворителей;
— хорошая гибкость в широком диапазоне температур;
— высокая стойкость к действию атмосферных факторов и высокоэнергетического излучения.

Термопластичные полиуретаны являются эластичными и перерабатываются в расплаве. С помощью добавок можно повысить стабильность размеров и термостойкость материалов, снизить их коэффициент трения, увеличить огнестойкость, стойкость к действию грибов и атмосферостойкость.

Ароматические ТПУ являются прочными полимерами общего назначения, которые характеризуются стойкостью к действию микроорганизмов и химических агентов. Однако ароматические материалы имеют склонность разрушаться (по радикальному механизму) под действием тепла и ультрафиолетового излучения. Такое разложение приводит к изменению окраски материалов и ухудшению их физических свойств.

Такие добавки, как антиоксиданты, УФ-абсорберы, затрудненные аминные стабилизаторы, используются для защиты полиуретанов от действия УФ-излучения и окисления. Это еще больше расширяет область применения термопластичных полиуретанов, особенно в тех сферах, в которых необходимы термостойкость и светостойкость материалов и изделий.

С другой стороны, алифатические ТПУ по своей природе характеризуются высокой светостойкостью и стойкостью к изменению окраски под действием УФ-излучения. Эти материалы являются оптически прозрачными, что позволяет использовать их в качестве ламинатов при герметизации стекла и при получении безопасного стекла.

Имеются и специализированные марки ТПУ:
— армированные ТПУ: при смешении со стеклянными или минеральными наполнителями/волокнами материал становится конструкционным полимером с определенным сочетанием свойств, таких как стойкость к абразивному изнашиванию, высокая ударная вязкость, хорошая стойкость к воздействию топлива, высокая текучесть;
— огнестойкие марки ТПУ: широко используются для придания стойкости на раздир и прочности кабельной изоляции.

Основные типы ТПУ-пленок
Сложный полиэфир, простой полиэфир и поликапролактон — это три основных химических класса ТПУ-пленок.

Ограничения использования термопластичных полиуретанов:
— некоторые марки ТПУ характеризуются относительно небольшим сроком эксплуатации;
— перед переработкой материалы следует подвергать сушке;
— материалы являются не настолько экономичными, как альтернативное сырье;
— более узкий диапазон доступных значений твердости по сравнению с другими ТЭП;
— более узкий температурный диапазон переработки;
— склонность к гидролизу, особенно в случае марок ТПУ на основе сложных полиэфиров.

Сферы применения ТПУ

ТПУ обладают уникальным сочетанием свойств, что делает их пригодными для использования во многих сферах.


Рынки потребления продукции

Варианты применения и основные свойства

Автомобилестроение

Компоненты внутренней отделки автомобилей, такие как рычаги переключения передач, приборные панели или консольные компоненты, которые соответствуют жестким требованиям с точки зрения качества поверхности, стойкости к старению, изнашиванию, образованию царапин. В этом сегменте материалы часто являются экономичными.

Уникальное сочетание свойств ТПУ позволяет успешно использовать их в сфере автомобилестроения.

Термопластичные полиуретаны могут перерабатываться с малой продолжительностью цикла, что делает их выгодными для формовщиков.

Сельское хозяйство

В сфере сельского хозяйства имеется потребность в прочных и долговечных материалах. Одна из наиболее ответственных сфер – производство идентификационных ярлыков для домашнего скота.

Термопластичные полиуретаны обладают высокой гибкостью, атмосферостойкостью и стойкостью к раздиру в широком диапазоне климатических условий.

Специальные красители и наборы добавок позволяют получать гибкие ярлыки на уши, которые маркируются лазером или являются «умными» (содержат микрочипы).

ТПУ-листы

Пленки на базе ТПУ обладают хорошими свойствами, поэтому могут использоваться в различных сферах. Наиболее часто пленки из термопластичных полиуретанов используются при изготовлении надувных сооружений, при производстве тканей, одежды, адгезивных материалов и барьерных пленок.

Различные методы переработки могут использоваться для получения либо отдельных, либо ламинированных пленок и листов. Материал может перерабатываться в пленки плоскощелевым и выдувным методом, а также каландрованием.

Уплотнители и прокладки

Были разработаны специальные марки ТПУ для удовлетворения спроса на высококачественные полимеры с низким значением остаточной деформации сжатия и высокой стойкостью к абразивному изнашиванию и действию масел. Такие материалы хорошо подходят для производства уплотнителей.

Хорошие гидродинамические свойства и высокая стойкость к гидролизу позволяют использовать материал при производстве промышленных гидравлических уплотнений, работающих под высоким давлением.

Низкая степень сжатия при повышенной температуре.

Покрытия для тканей

ТПУ используются для решения многих задач в качестве покрытия для тканей, в частности при производстве лент конвейеров, надувных сооружений и военного оснащения.

Материал может подвергаться каландрованию, спеканию и ламинации.

Материалы имеют хорошие механические свойства, химические свойства, свариваемость и долговечность (при наружном применении).

Спорт и отдых

Благодаря уникальному сочетанию высокой гибкости при низких температурах, хорошей ударной вязкости и атмосферостойкости, а также прозрачности ТПУ хорошо подходят для производства многих изделий для спорта и отдыха.

На материалы может легко наноситься печать.

Некоторые марки имеют кристальную прозрачность.

Производство лент и профилей

ТПУ широко используются при производстве высококачественных лент и профилей, таких как зубчатые ремни, приводные ремни и конвейерные ремни.

Материалы имеют низкую склонность к ползучести и хорошую механическую прочность.

Методом экструзии можно получать продукты с большой толщиной стенки и высокой прочностью сварных соединений.

Трубки и шланги

Материал может использоваться в ответственных сферах, таких как производство пневматических или гидравлических шлангов, кабель-каналов, в которых необходимо использовать сырье с высокой прочностью, хорошей стабильностью и хорошей перерабатываемостью.

ТПУ обладают хорошей долговечностью и стойкостью к изнашиванию, а поэтому могут использоваться для получения шлангов для транспортировки твердых продуктов.

Термопластичные полиуретаны сохраняют гибкость в широком диапазоне температур, а также имеют хорошую химическую стойкость, механические свойства и низкую склонность к переплетению.



Методы переработки ТПУ

Термопластичные полиуретаны могут легко перерабатываться традиционными методами, такими как литье под давлением, экструзия, раздувное и компрессионное формование и т.д. Из них легко формуются изделия различной формы, например захваты, прокладки, крышки, протезы и некоторые другие изделия.

Материалы могут компаундироваться с получением твердых пластмасс либо перерабатываться с применением органических растворителей (при получении ламинированных тканей, защитных покрытий или функциональных адгезивов).

Для эффективной переработки ТПУ его следует подвергать предварительной сушке. Только в этом случае удается получать изделия стабильного качества. Если из полимера не удаляется избыточная влага, то полученное изделие может иметь низкие свойства и характеризоваться хрупкостью.

Рекомендуемое остаточное содержание влаги:
— при литье под давлением ≤ 0,05%;
— при экструзии 0,02%.

Безопасность и экологичность ТПУ
ТПУ являются биоразлагаемыми материалами, но при этом они могут также подвергаться рециклингу. По сравнению с ПВХ ТПУ обладают следующими преимуществами:
— экологичность;
— ТПУ являются стойкими к абразивному изнашиванию, в то время как ПВХ с течением времени может растрескиваться;
— более эластичный и легкий по сравнению с ПВХ.

В медицинских устройствах материалы могут использоваться в качестве безопасной альтернативы ПВХ, поскольку в медицинских марках ТПУ не используются ускорители вулканизации и пластификаторы (которые могли бы вызывать раздражение кожи).

Полиуретаны, используемые для изоляции, позволяют повышать энергоэффективность зданий, транспортных средств и приборов, тем самым снижая объем выбросов углеродсодержащих веществ. При использовании в транспортных средствах изделия из ТПУ повышают эффективность потребления топлива, поскольку они имеют меньшую массу по сравнению с альтернативными компонентами из металлов.

Источник: SpecialСhem

СТАТЬИ ПО ТЕМАМ
 Технологии [152]     Изделия [78]   
 Оборудование [42]     Сырье [110]   
 Обзоры рынков [174]     Интервью [94]   
 Репортаж [26]     Все статьи   

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение


Полное или частичное копирование любых материалов, опубликованных на Plastinfo.ru, для размещения
на других Интернет сайтах, разрешается только с указанием активной гиперссылки на plastinfo.ru !

Полное или частичное использование любых материалов, размещенных на Plastinfo.ru,
в СМИ, печатных изданиях, маркетинговых отчетах, разрешается только с указанием ссылки
на «Plastinfo.ru» и в некоторых случаях требует письменного разрешения ООО Пластинфо




ОПРОС НА PLASTINFO.RU

Ваша компания сократила штат из-за кризиса и ограничений, вызванных вирусом COVID-19?

результаты


Проводится с 02.07 по 02.08.2020

Получаем результат...
Онлайн магазин книг

Новости

Выставки и конференции
Государство и бизнес
Литература и образование
Новые материалы и марки
Обзоры и анализ рынков
Обзоры СМИ
Оборудование
Объемы и мощности
Отходы и экология
Персоны и назначения
Пресс-релизы, форс-мажоры
Разработки изделий
Слияния и новые имена
Цены на сырье и изделия

Объявления

Продать
Купить
Вакансии
Резюме
Форум

Информация

Справочник покупателя
Статьи и обзоры
Глоссарий
Выставки
Опросы
Стандарты
Видео Plastube

Подписка

Бизнес газета
Цены на полимеры
Импорт и экспорт
Магазин отчетов
Магазин книг
База полимеров
Polyglobe

О проекте

Контакты
Карта сайта
Партнеры
Реклама

Информация доступна зарегистрированным пользователям после авторизации