Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиуретаны. TPU

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.

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.

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.