Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

4 декабря 2019
Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

Ценность полиуретанов для производителей трубопроводных систем велика, поскольку из этих материалов производится большое количество уплотнений для труб, фитингов и трубопроводной арматуры. Начнём рассмотрение этой группы материалов с наиболее типичного представителя этого семейства — термопластичного полиуретанового эластомера, который сокращается по-разному: TPU, PUR или PU, хотя последние две аббревиатуры могут применяться и к полиуретановым реактопластам, поэтому мы здесь будем использовать сокращение TPU.

Термопластичный полиуретан представляет собой перерабатываемый из расплава термопластичный эластомер с высокой прочностью и гибкостью. TPU предоставляет большое количество комбинаций физических и химических свойств для самых требовательных применений, таких как автомобильная промышленность, провода и кабели, воздухопроницаемые пленки для отдыха, спортивные и текстильные покрытия, пригодные для атмосферных воздействий, не желтеющие пленки и, конечно, уплотнения для элементов трубопроводов. TPU имеет свойства между характеристиками пластика и резины. Благодаря своей термопластичной природе, он имеет ряд преимуществ по сравнению с другими эластомерами, которые не могут сравниться с ним, например, по прочности на растяжение, удлинению при разрыве и несущей способности. Термопластичный полиуретан (TPU) был открыт в 1937 году Отто Байером и его сотрудниками в лабораториях И.Г. Фарбен в Леверкузене, Германия. Производители термопластичных полиуретанов выпускают материал под такими марками, как Elastollan (компания BASF), Desmopan (компания Covestro), Diprane и Hyperplast (компания DuPont) и многими другими.

Несколько слов о производстве. TPU получают, когда реакция происходит особым образом между диизоцианатом и одним или несколькими диолами. Три основных вида сырья, необходимых для производства термопластичного полиуретана — это полиол или длинноцепочечный диол, удлинитель цепи или диол с короткой цепью, а также диизоцианат. TPU — это линейный сегментированный блок-сополимер, состоящий из твердых и мягких сегментов. Мягкий сегмент (полиэфир или полиэстер) состоит из полиола и изоцианата, который обеспечивает гибкость и эластомерный характер ТПУ. Жесткий сегмент (ароматический или алифатический) изготовлен из удлинителя цепи и изоцианата, придающих ТПУ его прочность и физические свойства. Ароматические TPU получаются на основе изоцианатов, таких как MDI, алифатические TPU — на основе изоцианатов, таких как H12 MDI, HDI и IPDI.

Основные свойства термопластичного полиуретана следующие. Во-первых, это высокое сопротивление истиранию и царапинам. Высокая стойкость к истиранию и царапинам обеспечивает долговечность и эстетическую ценность. Когда стойкость к истиранию и царапанию имеет решающее значение для таких применений, как автомобильные детали интерьера, спортивные и развлекательные приложения или технические детали, а также специальные кабели, TPU дают отличные результаты по сравнению с другими термопластичными материалами. Сопротивление истиранию материалов обычно определяют путем измерения потери массы образца в стандартизированном испытании на износ, и термопластичный полиуретан демонстрирует отличные результаты, в сотни раз опережая такие материалы, как неопрен, пластифицированный ПВХ, и в десятки раз — натуральные и нитрильные каучуки, PTFE и даже нейлон 11.

Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

Далее отметим высокий комфорт использования TPU в эргономичных приложениях. Последние разработки позволили получить не содержащий пластификаторов TPU в диапазоне твердости от 55 до 80 по Шору. Эти решения обеспечивают высокое качество обработки поверхности, отличную адгезию к конструкционным пластикам, таким как ABS и нейлон, а также непревзойденную стойкость к царапинам и истиранию. Следующее полезное свойство — устойчивость термопластичного полиуретана к ультрафиолетовому излучению. Алифатические TPU обеспечивают не только цветовую устойчивость, но также демонстрируют превосходную устойчивость к ультрафиолетовому излучению и, следовательно, превосходную стабильность цвета, сохраняя при этом хорошие механические свойства. Алифатический ТПУ обладает именно тем сочетанием свойств и универсальностью, которое делает его предпочтительным материалом для электронных применений. Как для светлых, так и для темных деталей, производители могут рассчитывать не только на высокую стойкость TPU к царапанью, но и отличную стойкость к ультрафиолетовому излучению, чем не может похвастаться большинство других термопластов.

ТПУ — дышащий материал, обеспечивающий оптимальный комфорт. Независимо от того, что изготавливает производитель: спортивную одежду, обувь или строительные материалы, для достижения оптимального комфорта предлагается высокопроницаемый ТПУ. В отличие от традиционных ТПУ, которые обычно имеют пропускание пара ниже 1500 г / м2 / день, сорта с высокой воздухопроницаемостью имеют значения до 10 000 г / м2 / день (+ 560%). Традиционный ТПУ может быть смешан с дышащими, чтобы точно настроить воздухопроницаемость в соответствии с требованиями. Также стоит отметить сочетание высокой прозрачности и стойкости к истиранию. Кристально чистые ТПУ доступны с очень хорошей твердостью. Эта характеристика позволяет использовать ТПУ для экструзии прозрачных пленок, трубок и шлангов или для литья под давлением технических, эстетических деталей, где можно достичь прозрачности при толщине до 6 мм. Другие преимущества ТПУ: высокая эластичность во всем диапазоне жесткости, отличная низкотемпературная и ударная вязкость, устойчивость к маслам, смазкам и многочисленным растворителям, хорошая гибкость в широком диапазоне температур, а также атмосферостойкость и высокая радиационная стойкость. Эластичность, низкотемпературная вязкость, стойкость к маслам и атмосферостойкость позволяют использовать полиуретановые уплотнения в трубопроводах для транспортировки горюче-смазочных жидкостей и некоторой агрессивной химии.

Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

Термопластичные полиуретаны эластичны и перерабатываются в расплаве. Добавки могут улучшить стабильность размеров и термостойкость, уменьшить трение и увеличить огнестойкость, устойчивость к грибкам и атмосферостойкость. Ароматические ТПУ представляют собой прочные смолы общего назначения, которые противостоят воздействию микробов и хорошо противостоят химическим веществам. Однако эстетическим недостатком является тенденция деградации ароматических соединений под действием свободных радикалов, вызванных воздействием тепла или ультрафиолетового света. Это ухудшение приводит к обесцвечиванию продукта и потере физических свойств.

Добавки, такие как антиоксиданты, поглотители ультрафиолета, стабилизаторы из сложных аминов, используются для защиты полиуретанов от окисления под воздействием ультрафиолетового излучения и, следовательно, делают термопластичные полиуретаны пригодными для широкого спектра применений, которые могут требовать как термической, так и светостойкости. Алифатические TPU, с другой стороны, по своей природе светостойки и устойчивы к изменению цвета от воздействия ультрафиолета. Они также оптически прозрачны, что делает их подходящими материалами для герметизации различных стекол (в том числе защитных). Усиленный ТПУ при смешивании со стеклом или минеральными наполнителями / волокнами становится конструкционным полимерным полимером с желаемыми свойствами стойкости к истиранию, высокой ударной вязкостью, хорошей топливной стойкостью и высокими характеристиками текучести. Огнестойкие марки TPU широко используются для обеспечения сопротивления раздиранию и увеличения прочности кабелей. В следующей части продолжим рассказ о TPU.

Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад