Le TPU est un élastomère thermoplastique en polyuréthane, qui est un copolymère bloc multiphasé composé de diisocyanates, de polyols et d'étendants de chaîne. En tant qu'élastomère haute performance, TPU a une large gamme de directions de produits en aval et est largement utilisée dans les nécessités quotidiennes, l'équipement sportif, les jouets, les matériaux décoratifs et autres champs, tels que les matériaux de chaussures, les tuyaux, les câbles, les dispositifs médicaux, etc.
À l'heure actuelle, les principaux fabricants de matières premières TPU comprennent BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,Linghua Nouveaux matériaux, et ainsi de suite. Avec la disposition et l'expansion des capacités des entreprises nationales, l'industrie TPU est actuellement très compétitive. Cependant, dans le domaine des applications haut de gamme, il repose toujours sur les importations, qui est également un domaine dans lequel la Chine a besoin pour réaliser des percées. Parlons des futures perspectives du marché des produits TPU.
1. E-TPU de moussage supercritique
En 2012, Adidas et BASF ont développé conjointement la marque de chaussures de course EnergyBoost, qui utilise le TPU moussé (Nom du commerce Infinergy) comme matériau de la semelle intermédiaire. En raison de l'utilisation du polyéther TPU avec un rivage, une dureté de 80-85 comme substrat, par rapport aux semelles intermédiaires EVA, les semelles intermédiaires moussantes peuvent toujours maintenir une bonne élasticité et douceur dans des environnements inférieurs à 0 ℃, ce qui améliore le confort de port et est largement reconnu sur le marché.
2. Matériau composite TPU modifié par fibre renforcé par la fibre
Le TPU a une bonne résistance à l'impact, mais dans certaines applications, un module élastique élevé et des matériaux très durs sont nécessaires. La modification du renforcement des fibres de verre est une technique couramment utilisée pour augmenter le module élastique des matériaux. Grâce à la modification, des matériaux composites thermoplastiques avec de nombreux avantages tels que le module élastique élevé, une bonne isolation, une forte résistance à la chaleur, de bonnes performances de récupération élastique, une bonne résistance à la corrosion, une résistance à l'impact, un faible coefficient d'expansion et une stabilité dimensionnelle peuvent être obtenues.
BASF a introduit une technologie pour préparer le TPU renforcé de fibre de verre à module élevé à l'aide de fibres courtes en verre dans son brevet. Un TPU avec une dureté du rivage de 83 a été synthétisé en mélangeant le polytétrafluoroéthylène glycol (PTMEG, MN = 1000), MDI et 1,4-butanediol (BDO) avec 1,3-propanediol comme matières premières. Ce TPU a été composé de fibres de verre dans un rapport de masse de 52:48 pour obtenir un matériau composite avec un module élastique de 18,3 GPa et une résistance à la traction de 244 MPa.
En plus des fibres de verre, il existe également des rapports de produits utilisant le TPU composite en fibre de carbone, tels que la carte composite de fibre de carbone / TPU de Covestro, qui a un module élastique jusqu'à 100gpa et une densité plus faible que les métaux.
3. TPU ignifuge sans flamme sans halogène
Le TPU a une forte résistance, une ténacité élevée, une excellente résistance à l'usure et d'autres propriétés, ce qui en fait un matériau de gaine très approprié pour les fils et les câbles. Mais dans les champs d'application tels que les bornes de recharge, un retard de flamme plus élevé est nécessaire. Il existe généralement deux façons d'améliorer les performances ignifuges du TPU. L'une est une modification réactive de la flamme, qui implique l'introduction de matériaux issus de flammes tels que les polyols ou les isocyanates contenant du phosphore, de l'azote et d'autres éléments dans la synthèse du TPU par liaison chimique; La seconde est la modification issue de la flamme additive, qui consiste à utiliser TPU comme substrat et à ajouter des retardateurs de flamme pour le mélange de fusion.
La modification réactive peut modifier la structure du TPU, mais lorsque la quantité d'additif issue de la flamme est importante, la résistance du TPU diminue, les performances de traitement se détériorent et l'ajout d'une petite quantité ne peut pas atteindre le niveau de la flamme requis. Actuellement, il n'y a pas de produit à retard haute flamme disponible dans le commerce qui peut vraiment répondre à l'application des bornes de recharge.
L'ancien MaterialScience de Bayer (maintenant Kostron) a introduit une fois un phosphore organique contenant du polyol (IHPO) basé sur l'oxyde de phosphine dans un brevet. Le polyéther TPU synthétisé à partir de IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI et BDO présente un excellent retard de flamme et des propriétés mécaniques. Le processus d'extrusion est lisse et la surface du produit est lisse.
L'ajout de retardateurs de flammes sans halogène est actuellement la voie technique la plus couramment utilisée pour préparer le TPU ignifuge sans halogène. Généralement,, à base de phosphore, à base d'azote, à base de silicium, à base de bore, les retardateurs de flamme à base de bore sont composés ou des hydroxydes métalliques sont utilisés comme retardateurs de flamme. En raison de l'inflammabilité inhérente du TPU, une quantité de remplissage issue de la flamme de plus de 30% est souvent nécessaire pour former une couche stable issue de la flamme pendant la combustion. Cependant, lorsque la quantité de retardateur de flamme ajoutée est grande, le retardateur de flamme est dispersé de manière inégale dans le substrat TPU, et les propriétés mécaniques du TPU ignifuge ne sont pas idéales, ce qui limite également son application et sa promotion dans des champs tels que des tuyaux, des films et des câbles.
Le brevet de BASF introduit une technologie TPU ignifuge à la flamme, qui mélange le polyphosphate de mélamine et un phosphore contenant du dérivé de l'acide phosphinique en tant que retardateurs de flamme avec TPU avec un poids moléculaire moyen de poids supérieur à 150 kDa. Il a été constaté que les performances ignifuges de la flamme ont été significativement améliorées tout en atteignant une résistance à la traction élevée.
Pour améliorer davantage la résistance à la traction du matériau, le brevet de BASF introduit une méthode de préparation de l'agent de réticulation MasterBatch contenant des isocyanates. L'ajout de 2% de ce type de MasterBatch à une composition qui répond aux exigences issues de la flamme UL94V-0 peut augmenter la résistance à la traction du matériau de 35 MPa à 40MPA tout en conservant des performances issues de la flamme V-0.
Pour améliorer la résistance au vieillissement de la chaleur du TPU ignifuge, le brevet deLinghua New Material CompanyPrésent également une méthode d'utilisation des hydroxydes métalliques enduits de surface comme retardants de flamme. Afin d'améliorer la résistance à l'hydrolyse du TPU ignifuge,Linghua New Material Companya introduit le carbonate de métal sur la base de l'ajout d'allame de la flamme de mélamine dans une autre application de brevet.
4. TPU pour le film de protection de la peinture automobile
Le film de protection de la peinture automobile est un film de protection qui isole la surface de la peinture de l'air après l'installation, empêche les pluies acides, l'oxydation, les rayures et offre une protection durable à la surface de la peinture. Sa fonction principale est de protéger la surface de la peinture de la voiture après l'installation. Le film de protection de la peinture se compose généralement de trois couches, avec un revêtement auto-guérison à la surface, un film polymère au milieu et un adhésif acrylique sensible à la pression sur la couche inférieure. Le TPU est l'un des principaux matériaux pour préparer des films en polymère intermédiaire.
Les exigences de performance pour le TPU utilisées dans le film de protection de la peinture sont les suivantes: résistance aux rayures, transparence élevée (transmittance légère> 95%), flexibilité à basse température, résistance à haute température, résistance à la traction> 50MPA, allongement> 400% et rivage Une plage de dureté de 87-93; La performance la plus importante est la résistance aux intempéries, qui comprend une résistance au vieillissement des UV, une dégradation oxydative thermique et une hydrolyse.
Les produits actuellement matures sont des TPU aliphatiques préparés à partir de dicyclohexyl diisocyanate (H12MDI) et de diol de polycaprolactone comme matières premières. Le TPU aromatique ordinaire devient visiblement jaune après une journée d'irradiation UV, tandis que le TPU aliphatique utilisé pour le film d'enveloppement de voiture peut maintenir son coefficient de jaunissement sans changements significatifs dans les mêmes conditions.
Le TPU poly (ε - caprolactone) a des performances plus équilibrées par rapport au polyéther et au polyester TPU. D'une part, il peut présenter une excellente résistance à la déchirure du TPU en polyester ordinaire, tandis que d'autre part, il démontre également une déformation permanente de faible compression exceptionnelle et des performances de rebond élevées du polyéther TPU, étant ainsi largement utilisé sur le marché.
En raison de différentes exigences pour la rentabilité des produits après la segmentation du marché, avec l'amélioration de la technologie du revêtement de surface et de la capacité d'ajustement des formules adhésives, il existe également une possibilité pour le polyéther ou le TPU aliphatique en polyester H12MDI ordinaire à s'appliquer à l'avenir.
5. TPU à biobe
La méthode courante pour préparer le TPU à base de bios est d'introduire des monomères ou des intermédiaires à base de bio pendant le processus de polymérisation, tels que les isocyanates à base de bio (tels que MDI, PDI), les polyols bio-basés, etc. Parmi eux, les isocyanates biobés sont relativement rares sur le marché, tandis que les polyols biobs sont plus courants.
En ce qui concerne les isocyanates bio, dès 2000, BASF, Covestro et d'autres ont investi de nombreux efforts dans la recherche PDI, et le premier lot de produits PDI a été mis sur le marché en 2015-2016. Wanhua Chemical a développé des produits TPU à base de bio 100% à l'aide de PDI à base de biographie à base de maïs Stover.
En termes de polyols bio, il comprend des polytétrafluoroéthylène à base de bio (PTMEG), du 1,4-butanediol (BDO) à base de bio, des polyester à base de 1,3-propane (PDO), des polyesters bio, des polyols polyéther bio, etc., etc.
À l'heure actuelle, plusieurs fabricants de TPU ont lancé un TPU à base de bio, dont les performances sont comparables au TPU traditionnel à base de pétrochimie. La principale différence entre ces TPU à base de bio réside dans le niveau de contenu bio-basé, allant généralement de 30% à 40%, certains atteignant même des niveaux plus élevés. Par rapport au TPU à base de pétrochimie traditionnelle, le TPU à base de bio a des avantages tels que la réduction des émissions de carbone, la régénération durable des matières premières, la production verte et la conservation des ressources. BASF, Covestro, Lubrizol, Wanhua Chemical, etLinghua Nouveaux matériauxont lancé leurs marques TPU bio, et la réduction et la durabilité du carbone sont également des directions clés pour le développement de TPU à l'avenir.
Heure du poste: août-09-2024