En 1958, Goodrich Chemical Company (aujourd'hui rebaptisée Lubrizol) a enregistré pour la première fois la marque TPU Estane.Au cours des 40 dernières années, il existe plus de 20 marques dans le monde et chaque marque propose plusieurs séries de produits.À l'heure actuelle, les fabricants de matières premières TPU comprennent principalement BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, Wanhua Chemical Group, Shanghai Heng'an, Ruihua, Xuchuan Chemical, etc.
1、Catégorie TPU
Selon la structure du segment souple, il peut être divisé en type polyester, type polyéther et type butadiène, qui contiennent respectivement un groupe ester, un groupe éther ou un groupe butène.
Selon la structure du segment dur, il peut être divisé en type uréthane et type uréthane-urée, qui sont respectivement obtenus à partir d'extenseurs de chaîne éthylène glycol ou d'extenseurs de chaîne diamine.La classification commune est divisée en type polyester et type polyéther.
Selon la présence ou l'absence de réticulation, il peut être divisé en thermoplastique pur et semi-thermoplastique.
Le premier a une structure linéaire pure et aucune liaison de réticulation ;Ce dernier contient une petite quantité de liaisons réticulées telles que l'ester d'acide allophanique.
Selon l'utilisation des produits finis, ils peuvent être répartis en pièces profilées (divers éléments de machine), tuyaux (gaines, profilés en barres), films (tôles, plaques minces), adhésifs, revêtements, fibres, etc.
2、Synthèse deTPU
Le TPU appartient au polyuréthane en termes de structure moléculaire.Alors, comment cela s’est-il agrégé ?
Selon différents procédés de synthèse, il est principalement divisé en polymérisation en masse et polymérisation en solution.
Dans la polymérisation en masse, elle peut également être divisée en méthode de pré-polymérisation et méthode en une étape basée sur la présence ou l'absence de pré-réaction :
La méthode de prépolymérisation consiste à faire réagir du diisocyanate avec des diols macromoléculaires pendant un certain temps avant d'ajouter une extension de chaîne pour produire du TPU ;
La méthode en une étape consiste à mélanger et à faire réagir simultanément des diols macromoléculaires, des diisocyanates et des allongeurs de chaîne pour former du TPU.
La polymérisation en solution consiste d'abord à dissoudre le diisocyanate dans un solvant, puis à ajouter des diols macromoléculaires pour réagir pendant un certain temps, et enfin à ajouter des allongeurs de chaîne pour générer du TPU.
Le type de segment souple du TPU, le poids moléculaire, la teneur en segments durs ou mous et l'état d'agrégation du TPU peuvent affecter la densité du TPU, avec une densité d'environ 1,10 à 1,25, et il n'y a pas de différence significative par rapport aux autres caoutchoucs et plastiques.
A dureté égale, la densité du TPU de type polyéther est inférieure à celle du TPU de type polyester.
3、TraitementTPU
Les particules de TPU nécessitent divers processus pour former le produit final, utilisant principalement des méthodes de fusion et de mise en solution pour le traitement du TPU.
Le traitement par fusion est un processus couramment utilisé dans l'industrie du plastique, tel que le mélange, le laminage, l'extrusion, le moulage par soufflage et le moulage ;
Le traitement de la solution est le processus de préparation d'une solution en dissolvant des particules dans un solvant ou en les polymérisant directement dans un solvant, puis en les enduisant, en les filant, etc.
Le produit final fabriqué à partir de TPU ne nécessite généralement pas de réaction de réticulation par vulcanisation, ce qui peut raccourcir le cycle de production et recycler les déchets.
4、Performance deTPU
Le TPU a un module élevé, une résistance élevée, un allongement et une élasticité élevés, une excellente résistance à l'usure, une résistance à l'huile, une résistance aux basses températures et une résistance au vieillissement.
Une résistance élevée à la traction, un allongement élevé et un faible taux de déformation permanente par compression à long terme sont tous des avantages importants du TPU.
XiaoU développera principalement les propriétés mécaniques du TPU sous des aspects tels que la résistance à la traction et l'allongement, la résilience, la dureté, etc.
Haute résistance à la traction et allongement élevé
Le TPU a une excellente résistance à la traction et un excellent allongement.D'après les données de la figure ci-dessous, nous pouvons voir que la résistance à la traction et l'allongement du TPU de type polyéther sont bien meilleurs que ceux du plastique et du caoutchouc en chlorure de polyvinyle.
De plus, le TPU peut répondre aux exigences de l'industrie alimentaire avec peu ou pas d'additifs ajoutés pendant le traitement, ce qui est également difficile à réaliser pour d'autres matériaux tels que le PVC et le caoutchouc.
La résilience est très sensible à la température
La résilience du TPU fait référence au degré auquel il retrouve rapidement son état d'origine après que la contrainte de déformation ait été soulagée, exprimée en énergie de récupération, qui est le rapport entre le travail de rétraction de déformation et le travail requis pour produire la déformation.Il est fonction du module dynamique et du frottement interne d'un corps élastique et est très sensible à la température.
Le rebond diminue avec la diminution de la température jusqu'à une certaine température, et l'élasticité augmente à nouveau rapidement.Cette température est la température de cristallisation du segment mou, qui est déterminée par la structure du diol macromoléculaire.Le TPU de type polyéther est inférieur au TPU de type polyester.A des températures inférieures à la température de cristallisation, l'élastomère devient très dur et perd son élasticité.Par conséquent, la résilience est similaire à un rebond depuis la surface d’un métal dur.
La plage de dureté est Shore A60-D80
La dureté est un indicateur de la capacité d'un matériau à résister à la déformation, aux rayures et aux rayures.
La dureté du TPU est généralement mesurée à l'aide de testeurs de dureté Shore A et Shore D, Shore A étant utilisé pour les TPU plus souples et Shore D pour les TPU plus durs.
La dureté du TPU peut être ajustée en ajustant la proportion de segments de chaîne souples et durs.Par conséquent, le TPU a une plage de dureté relativement large, allant de Shore A60 à D80, couvrant la dureté du caoutchouc et du plastique, et présente une élasticité élevée sur toute la plage de dureté.
À mesure que la dureté change, certaines propriétés du TPU peuvent changer.Par exemple, l'augmentation de la dureté du TPU entraînera des changements de performances tels qu'une augmentation du module de traction et de la résistance à la déchirure, une augmentation de la rigidité et des contraintes de compression (capacité de charge), une diminution de l'allongement, une augmentation de la densité et de la génération de chaleur dynamique, ainsi qu'une résistance accrue à l'environnement.
5、ApplicationTPU
En tant qu'excellent élastomère, le TPU propose un large éventail de produits en aval et est largement utilisé dans les produits de première nécessité, les articles de sport, les jouets, les matériaux décoratifs et d'autres domaines.
Matériaux de chaussures
Le TPU est principalement utilisé pour les matériaux de chaussures en raison de son excellente élasticité et de sa résistance à l'usure.Les produits chaussants contenant du TPU sont beaucoup plus confortables à porter que les produits chaussants ordinaires, ils sont donc plus largement utilisés dans les produits chaussants haut de gamme, en particulier certaines chaussures de sport et chaussures décontractées.
tuyau
En raison de leur douceur, de leur bonne résistance à la traction, de leur résistance aux chocs et de leur résistance aux températures élevées et basses, les tuyaux en TPU sont largement utilisés en Chine comme tuyaux de gaz et d'huile pour les équipements mécaniques tels que les avions, les réservoirs, les automobiles, les motos et les machines-outils.
câble
Le TPU offre des caractéristiques de résistance à la déchirure, à l'usure et à la flexion, la résistance aux températures élevées et basses étant la clé de la performance du câble.Ainsi, sur le marché chinois, les câbles avancés tels que les câbles de commande et les câbles d'alimentation utilisent des TPU pour protéger les matériaux de revêtement des conceptions de câbles complexes, et leurs applications sont de plus en plus répandues.
Équipement médical
Le TPU est un matériau de substitution au PVC sûr, stable et de haute qualité, qui ne contient pas de phtalates ni d'autres substances chimiques nocives, et migre vers le sang ou d'autres liquides présents dans le cathéter médical ou la poche médicale pour provoquer des effets secondaires.Il s’agit également d’un TPU de qualité extrusion et de qualité injection spécialement développé.
film
Le film TPU est un film mince fabriqué à partir d'un matériau granulaire TPU grâce à des processus spéciaux tels que le laminage, le moulage, le soufflage et le revêtement.En raison de leur haute résistance, de leur résistance à l'usure, de leur bonne élasticité et de leur résistance aux intempéries, les films TPU sont largement utilisés dans les industries, les matériaux de chaussures, l'ajustement de vêtements, l'automobile, la chimie, l'électronique, le médical et d'autres domaines.
Heure de publication : 05 février 2020