Thermoplastic polyurethane elastomer යනු කුමක්ද?
Polyurethane elastomer යනු විවිධ පොලියුරේතන් කෘතිම ද්රව්ය වේ (වෙනත් ප්‍රභේද පොලියුරේතන් පෙන, පොලියුරේතන් මැලියම්, පොලියුරේතන් ආලේපනය සහ පොලියුරේතන් තන්තු) සහ තාප ප්ලාස්ටික් පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් යනු පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් වර්ග තුනෙන් එකකි, මිනිසුන් එය සාමාන්‍යයෙන් හඳුන්වන්නේ TPU අනෙකුත් ප්රධාන පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් වර්ග දෙක වන්නේ වාත්තු පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර්, CPU ලෙස කෙටියෙන් සහ මිශ්‍ර පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර්, MPU ලෙස කෙටියෙන් හඳුන්වනු ලැබේ).
TPU යනු තාපනය කිරීමෙන් ප්ලාස්ටික් කළ හැකි සහ ද්‍රාවකයක් මගින් විසුරුවා හැරිය හැකි පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමර් වර්ගයකි.CPU සහ MPU සමඟ සසඳන විට, TPU එහි රසායනික ව්‍යුහය තුළ රසායනික හරස් සම්බන්ධකයක් නොමැත.එහි අණුක දාමය මූලික වශයෙන් රේඛීය වේ, නමුත් යම් භෞතික හරස් සම්බන්ධක ප්‍රමාණයක් ඇත.මෙය ව්යුහයේ ඉතා ලක්ෂණයක් වන තාප ප්ලාස්ටික් පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමර් වේ.
TPU හි ව්‍යුහය සහ වර්ගීකරණය
Thermoplastic polyurethane elastomer යනු (AB) වාරණ රේඛීය බහුඅවයවයකි.A යනු දිගු දාමයක් ලෙස හැඳින්වෙන ඉහළ අණුක බර සහිත බහු අවයවීය පොලියෝල් (එස්ටර් හෝ පොලිඑතර්, අණුක බර 1000~6000) නියෝජනය කරයි;B යනු කෙටි දාමයක් ලෙස හැඳින්වෙන සෘජු දාම කාබන් පරමාණු 2-12ක් අඩංගු ඩයොල් එකක් නියෝජනය කරයි.
තාප ප්ලාස්ටික් පොලියුරේටීන් ඉලාස්ටෝමරයේ ව්‍යුහය තුළ A ඛණ්ඩය මෘදු කොටස ලෙස හැඳින්වේ, එය නම්‍යශීලී බව සහ මෘදු බව යන ලක්ෂණ ඇති, TPU විස්තීර්ණ බවක් ඇති කරයි;B ඛණ්ඩය සහ isocyanate අතර ප්‍රතික්‍රියාවෙන් ජනනය වන යුරේතේන් දාමය දෘඩ හා දෘඩ ගුණ ඇති දෘඩ කොටස ලෙස හැඳින්වේ.A සහ B කොටස්වල අනුපාතය සකස් කිරීමෙන්, විවිධ භෞතික හා යාන්ත්රික ගුණ සහිත TPU නිෂ්පාදන සාදනු ලැබේ.
මෘදු කොටස් ව්‍යුහයට අනුව, එය පොලියෙස්ටර් වර්ගය, පොලිඑතර් වර්ගය සහ බියුටඩීන් වර්ගයට බෙදිය හැකි අතර, පිළිවෙලින් එස්ටර කාණ්ඩය, ඊතර් කාණ්ඩය හෝ බියුටීන් කාණ්ඩය අඩංගු වේ.දෘඩ කොටසේ ව්‍යුහයට අනුව, එය යුරේතන් වර්ගය සහ යූරේතන් යූරියා වර්ගයට බෙදිය හැකි අතර ඒවා පිළිවෙලින් එතිලීන් ග්ලයිකෝල් දාම විස්තාරක හෝ ඩයමයින් දාම විස්තාරක වලින් ලබා ගනී.පොදු වර්ගීකරණය පොලියෙස්ටර් වර්ගය සහ පොලියෙතර් වර්ගයට බෙදා ඇත.
TPU සංස්ලේෂණය සඳහා අමුද්‍රව්‍ය මොනවාද?
(1) පොලිමර් ඩයොල්
TPU ඉලාස්ටෝමරයේ 50% සිට 80% දක්වා අන්තර්ගතයක් සහිත 500 සිට 4000 දක්වා අණුක බරක් සහ ද්වි ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් සහිත සාර්ව අණුක ඩයොල් TPU හි භෞතික හා රසායනික ගුණාංගවල තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
TPU ඉලාස්ටෝමරය සඳහා සුදුසු පොලිමර් ඩයොල් පොලියෙස්ටර් සහ පොලියෙතර් ලෙස බෙදිය හැකිය: පොලියෙස්ටරයට පොලිටෙට්‍රමෙතිලීන් ඇඩිපික් අම්ල ග්ලයිකෝල් (PBA) ε PCL, PHC ඇතුළත් වේ;පොලියෙතර්වලට පොලිඔක්සිප්‍රොපිලීන් ඊතර් ග්ලයිකෝල් (පීපීජී), ටෙට්‍රාහයිඩ්‍රොෆුරන් පොලිඑතර් ග්ලයිකෝල් (පීටීඑම්ජී) ආදිය ඇතුළත් වේ.
(2) ඩයිසොසයනේට්
අණුක බර කුඩා වන නමුත් ක්‍රියාකාරීත්වය විශිෂ්ටයි, එය මෘදු කොටස සහ දෘඩ කොටස සම්බන්ධ කිරීමේ කාර්යභාරය ඉටු කරනවා පමණක් නොව, විවිධ හොඳ භෞතික හා යාන්ත්රික ගුණයන්ගෙන් TPU වෙත ලබා දෙයි.TPU සඳහා අදාළ වන ඩයිසොසයනේට් නම්: මෙතිලීන් ඩයිපීනයිල් ඩයිසොසයනේට් (MDI), මෙතිලීන් bis (-4-cyclohexyl isocyanate) (HMDI), p-phenyldiisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), p-phenyldimeate PXDI), ආදිය.
(3) දාම විස්තාරකය
කුඩා අණුක ඩයොල්, කුඩා අණුක බර, විවෘත දාම ව්‍යුහය සහ ආදේශක කාණ්ඩයක් නොමැති, 100~350 අණුක බරක් සහිත දාම විස්තාරකය TPU හි ඉහළ දෘඪතාව සහ ඉහළ පරිමාණ බර ලබා ගැනීමට හිතකර නොවේ.TPU සඳහා සුදුසු දාම විස්තාරක අතර 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) බෙන්සීන් (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG) ආදිය ඇතුළත් වේ.
දැඩි කිරීමේ නියෝජිතයෙකු ලෙස TPU වෙනස් කිරීමේ යෙදුම
නිෂ්පාදන පිරිවැය අඩු කිරීම සහ අතිරේක කාර්ය සාධනය ලබා ගැනීම සඳහා, පොලියුරේටීන් තාප ප්ලාස්ටික් ඉලාස්ටෝමර් විවිධ තාප ප්ලාස්ටික් සහ නවීකරණය කරන ලද රබර් ද්රව්ය දැඩි කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන දැඩි කිරීමේ නියෝජිතයන් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.
එහි ඉහළ ධ්‍රැවීයතාව නිසා, පොලියුරේතන් ධ්‍රැවීය දුම්මල හෝ ක්ලෝරිනීකෘත පොලිඑතිලීන් (CPE) වැනි රබර් සමඟ අනුකූල විය හැකි අතර ඒවා වෛද්‍ය නිෂ්පාදන සෑදීමට භාවිතා කළ හැකිය;ABS සමඟ මිශ්‍ර කිරීම භාවිතය සඳහා ඉංජිනේරු තාප ප්ලාස්ටික් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය;පොලිකාබනේට් (PC) සමඟ ඒකාබද්ධව භාවිතා කරන විට, එය තෙල් ප්රතිරෝධය, ඉන්ධන ප්රතිරෝධය සහ බලපෑම් ප්රතිරෝධය වැනි ගුණාංග ඇති අතර මෝටර් රථ ශරීර සෑදීමට භාවිතා කළ හැකිය;පොලියෙස්ටර් සමඟ සංයෝජනය වන විට, එහි දෘඪතාව වැඩිදියුණු කළ හැකිය;මීට අමතරව, එය PVC, Polyoxymethylene හෝ PVDC සමඟ හොඳින් අනුකූල විය හැකිය;පොලියෙස්ටර් පොලියුරේතන් 15% නයිට්‍රයිල් රබර් හෝ 40% නයිට්‍රයිල් රබර්/PVC මිශ්‍රණය සමඟ හොඳින් ගැලපේ;පොලියෙතර් පොලියුරේතන් 40% නයිට්‍රයිල් රබර්/පොලිවයිනයිල් ක්ලෝරයිඩ් මිශ්‍ර මැලියම් සමඟද හොඳින් ගැලපේ;එය ඇක්‍රිලෝනයිට්‍රයිල් ස්ටයිරීන් (SAN) කෝපොලිමර් සමඟද සම අනුකූල විය හැක;එයට ප්‍රතික්‍රියාශීලී පොලිසිලෝක්සෙන් සමඟ අන්තර් විනිවිද යන ජාල (IPN) ව්‍යුහ සෑදිය හැක.ඉහත සඳහන් කළ මිශ්රිත මැලියම්වලින් අතිමහත් බහුතරයක් දැනටමත් නිල වශයෙන් නිෂ්පාදනය කර ඇත.
මෑත වසරවලදී, චීනයේ TPU විසින් POM දැඩි කිරීම පිළිබඳ පර්යේෂණ වැඩි වෙමින් පවතී.TPU සහ POM මිශ්‍ර කිරීම TPU හි ඉහළ-උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය සහ යාන්ත්රික ගුණ වැඩි දියුණු කරනවා පමණක් නොව, POM සැලකිය යුතු ලෙස දැඩි කරයි.සමහර පර්යේෂකයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ, POM matrix හා සසඳන විට, TPU සමඟ POM මිශ්‍ර ලෝහය භංගුර අස්ථි බිඳීමේ සිට ducttile fracture දක්වා සංක්‍රමණය වී ඇති බවයි.TPU එකතු කිරීම POM හට හැඩ මතක ක්‍රියාකාරීත්වය ද ලබා දෙයි.POM හි ස්ඵටික කලාපය හැඩ මතක මිශ්‍ර ලෝහයේ ස්ථාවර අවධිය ලෙස ක්‍රියා කරන අතර අස්ඵටික TPU සහ POM හි අස්ඵටික කලාපය ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි අදියර ලෙස ක්‍රියා කරයි.ප්‍රතිසාධන ප්‍රතිචාර උෂ්ණත්වය 165 ℃ සහ ප්‍රතිසාධන කාලය තත්පර 120 ක් වන විට, මිශ්‍ර ලෝහයේ ප්‍රතිසාධන අනුපාතය 95% කට වඩා වැඩි වන අතර ප්‍රතිසාධන බලපෑම හොඳම වේ.
TPU පොලිඑතිලීන්, පොලිප්‍රොපිලීන්, එතිලීන් ප්‍රොපිලීන් රබර්, බියුඩඩීන් රබර්, අයිසොප්‍රීන් රබර් හෝ අපද්‍රව්‍ය රබර් කුඩු වැනි ධ්‍රැවීය නොවන බහු අවයවික ද්රව්ය සමඟ ගැළපීමට අපහසු වන අතර හොඳ කාර්ය සාධනයක් සහිත සංයෝග නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිත කළ නොහැක.එබැවින් ප්ලාස්මා, කොරෝනා, තෙත් රසායන විද්‍යාව, ප්‍රාථමිකය, දැල්ල හෝ ප්‍රතික්‍රියාශීලී වායුව වැනි මතුපිට ප්‍රතිකාර ක්‍රම බොහෝ විට භාවිතා වේ.උදාහරණයක් ලෙස, ඇමරිකානු ගුවන් නිෂ්පාදන සහ රසායන ද්රව්ය සමාගම විසින් මිලියන 3-5 ක අණුක බරක් සහිත අතිශය ඉහළ අණුක බර පොලිඑතිලීන් සිහින් කුඩු මත F2/O2 සක්‍රීය වායු මතුපිට පිරියම් කිරීම සිදු කර ඇති අතර එය 10 අනුපාතයකින් පොලියුරේතන් ඉලාස්ටෝමරයට එකතු කර ඇත. %, එහි Flexural මොඩියුලය, ආතන්ය ශක්තිය සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය.තවද F2/O2 සක්‍රීය වායු මතුපිට ප්‍රතිකාරය 6-35mm දිගකින් යුත් දිශානුගතව දික් වූ කෙටි කෙඳිවලට ද යෙදිය හැකි අතර එමඟින් සංයුක්ත ද්‍රව්‍යයේ තද බව සහ කඳුළු තද බව වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
TPU හි යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර මොනවාද?
1958 දී Goodrich Chemical Company (දැන් Lubrizol ලෙස නම් කර ඇත) පළමු වරට TPU සන්නාමය Estane ලියාපදිංචි කළේය.පසුගිය වසර 40 තුළ, ලොව පුරා වෙළඳ නාම 20 කට වඩා වැඩි ගණනක් ඇති අතර, සෑම වෙළඳ නාමයක්ම නිෂ්පාදන මාලාවක් ඇත.වර්තමානයේ, ලෝකයේ ප්රධාන TPU අමුද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදකයින් වන්නේ: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, ආදිය.
විශිෂ්ට ඉලාස්ටෝමරයක් ලෙස, TPU සතුව පුළුල් පරාසයක පහළට යන නිෂ්පාදන ඇත, ඒවා දෛනික අවශ්‍යතා, ක්‍රීඩා භාණ්ඩ, සෙල්ලම් බඩු, අලංකාර ද්රව්ය සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ.පහත දැක්වෙන්නේ උදාහරණ කිහිපයකි.
① සපත්තු ද්රව්ය
TPU එහි විශිෂ්ට ප්රත්යාස්ථතාව සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය හේතුවෙන් සපත්තු ද්රව්ය සඳහා ප්රධාන වශයෙන් භාවිතා වේ.TPU අඩංගු පාවහන් නිෂ්පාදන සාමාන්‍ය පාවහන් නිෂ්පාදනවලට වඩා ඇඳීමට වඩාත් පහසු වේ, එබැවින් ඒවා ඉහළ මට්ටමේ පාවහන් නිෂ්පාදනවල, විශේෂයෙන් සමහර ක්‍රීඩා සපත්තු සහ අනියම් සපත්තු සඳහා බහුලව භාවිතා වේ.
② හෝස්
එහි මෘදු බව, හොඳ ආතන්ය ශක්තිය, බලපෑම් ශක්තිය සහ ඉහළ සහ අඩු උෂ්ණත්වයන්ට ප්රතිරෝධය හේතුවෙන්, TPU හෝස් චීනයේ ගුවන් යානා, ටැංකි, මෝටර් රථ, යතුරුපැදි සහ යන්ත්‍ර මෙවලම් වැනි යාන්ත්රික උපකරණ සඳහා ගෑස් සහ තෙල් හෝස් ලෙස බහුලව භාවිතා වේ.
③ කේබල්
TPU මඟින් කඳුළු ප්රතිරෝධය, ඇඳුම් ප්රතිරෝධය සහ නැමීමේ ලක්ෂණ සපයයි, ඉහළ සහ අඩු උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය කේබල් ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා යතුර වේ.එබැවින් චීන වෙළඳපොලේ, සංකීර්ණ කේබල් මෝස්තරවල ආලේපන ද්රව්ය ආරක්ෂා කිරීම සඳහා පාලන කේබල් සහ බල කේබල් වැනි උසස් කේබල් TPU භාවිතා කරන අතර ඒවායේ යෙදීම් වඩ වඩාත් පුළුල් වෙමින් පවතී.
④ වෛද්‍ය උපකරණ
TPU යනු ආරක්ෂිත, ස්ථායී සහ උසස් තත්ත්වයේ PVC ආදේශක ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, එහි තැලේට් සහ අනෙකුත් රසායනික හානිකර ද්රව්ය අඩංගු නොවන අතර අතුරු ආබාධ ඇති කිරීම සඳහා වෛද්‍ය කැතීටරයේ හෝ වෛද්‍ය බෑගයේ ඇති රුධිරයට හෝ වෙනත් ද්‍රවවලට සංක්‍රමණය වේ.එපමනක් නොව, දැනට පවතින PVC උපකරණවල කුඩා නිදොස්කරණයක් සමඟින් විශේෂයෙන් සංවර්ධනය කරන ලද නිස්සාරණ ශ්‍රේණියේ සහ ඉන්ජෙක්ෂන් ශ්‍රේණියේ TPU පහසුවෙන් භාවිතා කළ හැකිය.
⑤ වාහන සහ වෙනත් ප්‍රවාහන මාධ්‍ය
නයිලෝන් රෙදි වල දෙපස පොලියුරේතන් තාප ප්ලාස්ටික් ඉලාස්ටෝමරයකින් නිස්සාරණය කර ආලේප කිරීමෙන් පුම්බන සටන් ප්‍රහාරක පරාල සහ පුද්ගලයන් 3-15 දෙනෙකු රැගෙන යන ඔත්තු බැලීමේ පරාල සෑදිය හැකි අතර, වල්කනයිස් කරන ලද රබර් පිම්බෙන පාරුවලට වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් ඇත.වීදුරු තන්තු වලින් ශක්තිමත් කරන ලද පොලියුරේතන් තාප ප්ලාස්ටික් ඉලාස්ටෝමරය මෝටර් රථයේ දෙපසම වාත්තු කරන ලද කොටස්, දොර හම්, බම්පර්, ඝර්ෂණ විරෝධී තීරු සහ ග්‍රිල් වැනි ශරීර සංරචක සෑදීමට භාවිතා කළ හැකිය.
පසු කාලය: ජනවාරි-10-2021