1958 年、Goodrich Chemical Company (現在は Lubrizol に改名) が TPU ブランド Estane を初めて登録しました。過去 40 年にわたり、世界中で 20 以上のブランドが存在し、各ブランドにはいくつかの製品シリーズがあります。現在、TPU原料メーカーには主にBASF、Covestro、Lubrizol、Huntsman Corporation、Wanhua Chemical Group、Shanghai Heng'an、Ruihua、Xuchuan Chemicalなどが含まれます。
1、TPUのカテゴリー
ソフトセグメントの構造により、エステル基、エーテル基、ブテン基を含むポリエステル系、ポリエーテル系、ブタジエン系に分けられます。
ハードセグメントの構造により、エチレングリコール鎖延長剤から得られるウレタンタイプとジアミン鎖延長剤から得られるウレタンウレアタイプに分けられます。一般的にはポリエステル系とポリエーテル系に分類されます。
架橋の有無により、純粋な熱可塑性プラスチックと半熱可塑性プラスチックに分けられます。
前者は純粋な線状構造を持ち、架橋結合はありません。後者にはアロファン酸エステルなどの架橋結合が少量含まれています。
完成品は用途に応じて異形部品（各種機械要素）、パイプ（シース、棒形材）、フィルム（シート、薄板）、接着剤、コーティング、繊維などに分類されます。
2、TPUの合成
TPUは分子構造的にはポリウレタンに属します。では、どのようにして集約されたのでしょうか?
合成プロセスの違いにより、主に塊状重合と溶液重合に分けられます。
塊状重合では、前反応の有無に基づいて、前重合法と一段階法に分けることもできます。
予備重合法では、鎖延長を加えて TPU を生成する前に、ジイソシアネートを高分子ジオールと一定時間反応させます。
ワンステップ法では、高分子ジオール、ジイソシアネート、鎖延長剤を同時に混合し反応させて TPU を形成します。
溶液重合では、まずジイソシアネートを溶媒に溶解し、次に高分子ジオールを加えて一定時間反応させ、最後に鎖延長剤を加えてTPUを生成します。
TPU ソフト セグメントの種類、分子量、ハード セグメントまたはソフト セグメントの含有量、および TPU の凝集状態は TPU の密度に影響を及ぼし、密度は約 1.10 ～ 1.25 ですが、他のゴムやプラスチックと比較して大きな違いはありません。
同じ硬度では、ポリエーテル系TPUの密度はポリエステル系TPUよりも低くなります。
3、TPUの加工
TPU 粒子は最終製品を形成するためにさまざまなプロセスを必要とし、主に TPU 加工には溶融法と溶液法が使用されます。
溶融加工は、混合、圧延、押出、ブロー成形、成形など、プラスチック業界で一般的に使用されるプロセスです。
溶液加工とは、粒子を溶媒に溶かしたり、溶媒中で直接重合させたりして溶液を調製し、塗布、紡糸等を行う方法です。
TPUから作られる最終製品は通常、加硫架橋反応を必要としないため、生産サイクルを短縮し、廃棄物をリサイクルすることができます。
4、TPUの性能
TPUは高弾性率、高強度、高伸度・弾性を有し、耐摩耗性、耐油性、耐低温性、耐老化性に優れています。
高い引張強度、高い伸び、および低い長期圧縮永久変形率はすべて TPU の重要な利点です。
XiaoU は主に、引張強度と伸び、弾力性、硬度などの側面から TPU の機械的特性について詳しく説明します。
高い引張強度と高い伸び
TPUは引張強度と伸びに優れています。下図のデータから、ポリエーテル系TPUの引張強さと伸びは、塩化ビニルプラスチックやゴムに比べてはるかに優れていることがわかります。
さらに、TPU は、加工中に添加物をほとんどまたはまったく加えずに食品産業の要件を満たすことができますが、これは PVC やゴムなどの他の素材では達成することも困難です。
弾力性は温度に非常に敏感です
TPU の弾性とは、変形応力が解放された後に元の状態に素早く戻る度合いを指し、回復エネルギーとして表されます。回復エネルギーは、変形を生み出すのに必要な仕事に対する変形を戻す仕事の比率です。これは動的弾性率と弾性体の内部摩擦の関数であり、温度に非常に敏感です。
ある温度までは温度の低下とともに反発力が減少し、再び急激に弾性が増加します。この温度はソフトセグメントの結晶化温度であり、高分子ジオールの構造によって決まります。ポリエーテル系TPUはポリエステル系TPUよりも低価格です。結晶化温度より低い温度では、エラストマーは非常に硬くなり、弾性を失います。したがって、弾力性は硬い金属の表面からの反発に似ています。
硬度範囲はショア A60 ～ D80
硬度は、変形、傷、引っかき傷に対する材料の能力の指標です。
TPU の硬度は通常、ショア A およびショア D 硬度計を使用して測定されます。ショア A はより柔らかい TPU に使用され、ショア D はより硬い TPU に使用されます。
TPUの硬さは、チェーンセグメントのソフトとハードの割合を調整することで調整できます。そのため、TPUはゴムとプラスチックの硬度にまたがるショアA60～D80の比較的広い硬度範囲を有し、全硬度範囲にわたって高い弾性を有します。
硬度が変化すると、TPU の一部の特性が変化する場合があります。たとえば、TPU の硬度を高めると、引張弾性率と引裂強度の増加、剛性と圧縮応力 (耐荷重) の増加、伸びの減少、密度と動的発熱の増加、耐環境性の増加などの性能変化が生じます。
5、TPUの応用
TPUは優れたエラストマーとして下流製品の幅広い方向性を持ち、日用品、スポーツ用品、玩具、装飾材などの分野で幅広く使用されています。
靴の素材
TPUは弾力性と耐摩耗性に優れているため、主に靴の素材に使用されています。 TPU を含む履物製品は、通常の履物製品よりもはるかに履き心地が良いため、高級履物製品、特に一部のスポーツ シューズやカジュアル シューズに広く使用されています。
ホース
TPUホースは、その柔らかさ、優れた引張強さ、衝撃強さ、高温および低温に対する耐性により、中国では航空機、戦車、自動車、オートバイ、工作機械などの機械設備用のガスおよびオイルホースとして広く使用されています。
ケーブル
TPU は耐引裂性、耐摩耗性、曲げ特性を備え、高温および低温への耐性がケーブルの性能の鍵となります。そのため、中国市場では、制御ケーブルや電源ケーブルなどの高度なケーブルで、複雑なケーブル設計のコーティング材料を保護するために TPU が使用されており、その用途はますます広がっています。
医療機器
TPU は、安全で安定した高品質の PVC 代替素材であり、フタル酸エステルやその他の有害な化学物質を含まず、医療用カテーテルや医療用バッグ内の血液やその他の液体に移行して副作用を引き起こす可能性はありません。また、特別に開発された押出グレードおよび射出グレードの TPU です。
膜
TPUフィルムは、TPU粒状素材を圧延、キャスト、ブロー、コーティングなどの特殊な工程を経て作られた薄いフィルムです。 TPUフィルムは、高い強度、耐摩耗性、優れた弾性、耐候性を備えているため、工業、靴素材、衣料品、自動車、化学、電子、医療などの分野で広く使用されています。
投稿時間: 2020 年 2 月 5 日