8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Термопластичный полиуретан


Термопластичный полиуретан это материал, за которым будущее

Современная наука ежегодно разрабатывает новые материалы, основой которых становятся синтетические полимеры. Эти вещества широко распространены во всех сферах производства и быта. Без полимеров трудно представить современный мир. Потребность в новых материалах, более прочных и твердых (или наоборот эластичных), выдерживающих высокое электрическое напряжение и резкие перепады температур, толкает ученых на различные эксперименты, связанные с синтезом полимеров или соединением органических и неорганических веществ для получения более совершенных составов.

Одним из новых материалов стал термопластичный полиуретан (ТПУ)– полимер, обладающий уникальными техническими характеристиками, благодаря которым он завоевал высокую популярность во многих сферах и отраслях промышленности.

Происхождение и основные свойства

Термопластичный полиуретан – это полимерный материал, сочетающий в себе твердость крепкого пластика и эластичность природного каучука. Появился материал в 60-х годах минувшего века, когда группа американских ученых впервые его синтезировала. В зависимости от основного компонента, итоговые свойства материала могут существенно меняться.

Основой для сырья могут быть:

  • простые полиэфиры;
  • сложные полиэфиры;
  • алифатический изоцианат.

Если в составе полиуретана преобладает простой полиэфир, то основными свойствами полученного вещества станет повышенная стойкость к гидролизу, морозоустойчивость, высокая износостойкость. Дополнительно вещество не будет подвержено действию микроорганизмов.

В случае, когда основу составляют сложные полиэфиры, у готового материала будут несколько иные особенности – дополнительно увеличивается предел прочности на растяжение, износостойкость и появляется возможность быстрого восстановления изначальной формы.

Полиуретан на основе третьего компонента приобретает повышенный уровень сопротивляемости ультрафиолетовому излучению и высокую степень пластичности при отрицательных температурах.

В зависимости от приоритетных свойств готовой продукции, разнятся сферы его применения. Одной из особенностей материала является возможность на изначальной стадии получения вещества задавать и корректировать необходимые параметры, тем самым расширяя область использования. Получают материал в основном методом литья из гранулята – сегментов прямоугольной, круглой или линзовидной формы.

Ключевые характеристики

Вне зависимости от преобладающего вещества в составе термопластичного полиуретана, полученные материалы обладают целым рядом общих характеристик и полезных свойств.

Термопластичный полиуретан, характеристики:

  • материал стойкий к погодным условиям и хорошо держит форму;
  • высокая прочность при деформации на изгиб и растяжениях;
  • хорошие свойства шумопоглощения и виброгашения;
  • возможность окрашивания в любой цвет;
  • высокая степень износостойкости.

Кроме того, полимер обладает хорошей устойчивостью к морской воде, жирам, не подвержен воздействию микробов или бактерий. Для дополнительной прочности полимер может быть армирован стекловолокном. Материал имеет высокий уровень устойчивости к естественному старению и допускает повторную переработку.

Отрасли применения

Термопластичный полиуретан, свойства которого могут меняться в зависимости от способа производства и основного вещества, успешно применяется в различных сферах – автомобильная промышленность, кабельная продукция, производство товаров народного потребления.

В автомобилестроении материал используется для изготовления ручек переключателей элементов изоляции салона, из него изготавливают амортизационные опоры шасси, солнцезащитные козырьки и декоративные элементы.

Полимер прекрасно подходит для изоляции проводки, в качестве оплетки силовых кабелей или для создания шлангов высокого давления.

Касаемо товаров народного потребления, то здесь материалу нет равных. Больше всего из ТПУ изготавливают обувных подошв. Они обладают высокой стойкостью к морозам (зимняя обувь), эластичностью и прочностью, а высокая эргономичность, износостойкость и антисептические свойства сделали эти подошвы основным элементом любой обуви (повседневная, защитная, спортивная).

При производстве товаров для спорта, туризма и отдыха термопластичные полиуретаны также играют важную роль. В качестве примеров можно привести наконечники для лыж, ботинки для зимних видов спорта (сноуборд, коньки), ролики для скейтов, различные крепежные и соединительные элементы.

Краткие итоги

ТПУ является на сегодняшний день одним из наиболее востребованных полимерных материалов. Обладая прекрасными конструктивными и технологическими свойствами, он используется в различных отраслях, начиная от обмотки силового кабеля, заканчивая декоративной накладкой в салоне автомобиля. Ключевая особенность контролировать и изменять свойства готового материала на стадии производства, открывает перед полимером в будущем практические неограниченные горизонты и сферы применения.

Как производится термопластичный полиуретан: 3 базовых компонента

сделать заказ

8 800 200 15 43

Термопластичный полиуретан (ТПУ) – это материал группы полимеров на основе простых и сложных полиэфиров. Он сочетает в себе эластичность натурального каучука и твердость пластиков. Поэтому нашел широкое применение в изготовлении автомобильных аксессуаров, обувных подошв, чехлов для мобильных телефонов, текстиля и многих других изделий. Далее мы расскажем, как производится термопластичный полиуретан и какие он имеет преимущества для использования в разных отраслях промышленности.

Особенности производства ТПУ (TPU)

Для изготовления материала используют 3 базовых компонента:

  • Длинноцепной диол или полиол;
  • Диизоцианат;
  • Удлинитель цепи либо короткоцепной диол.

Алифатический изоцианат отвечает за снижение хрупкости при низких температурах и повышенную устойчивость к ультрафиолету. Простые полиэфиры придают готовым изделиям антибактериальные свойства, морозо- и износостойкость, а сложные – способность к быстрому восстановлению после деформаций.

На первом этапе производства, все компоненты подвергаются химической обработке, затем гранулы погружают в бункер автомата. Современное оборудование обеспечивает шнековую подачу сырья в камеру разогрева.

Термопластавтоматы (ТПА) создают простые формы в виде листов, брусков или полос. Их получают методом экструзии, который предполагает выдавливание разогретой массы на основе полиуретановых гранул через отверстия установленного диаметра и формы. В производстве изделий сложных форм применяют технологию инжекции, когда в литьевую форму поступает пластичная масса путем впрыска.

Прежде чем приступить к переработке сырье сушат в двух температурных режимах

  • +80°C – 6 часов;
  • +100°C – 2 часа.

Чтобы придать готовым изделиям хорошие эксплуатационные свойства, производимый продукт 3 недели выдерживают в теплом помещении. В случае необходимости срочного изготовления товара, заготовку выдерживают в печи на протяжении 16 часов и подвергают сушке при +105°C.

Основные свойства термопластичных полиуретанов

Условия и технологии производства позволяют придавать термопластам следующие характеристики:

  • Высокий коэффициент растяжения;
  • Широкий диапазон твердости 60 по Шору Л до 70 до Шору О, т. е. можно сделать как очень мягкий, так и самый твердый материал;
  • Быстрое восстановление первоначальной формы;
  • Хорошее сопротивление низким температурам;
  • При механических нагрузках создается незначительная остаточная деформация;
  • Высокие огнеупорные свойства;
  • Не вступают в реакцию со щелочами и кислотами.

ТПУ производят в бесцветном виде, но сырье можно окрашивать в любой цвет. Кроме того, гранулам придается цилиндрическая, кубическая или линзовидная форма.

Преимущества термополиуретана перед другими пластмассами

Мы подробно разобрали, как производится термопластичный полиуретан, теперь расскажем, почему именно этот материал заместил другие пластмассы во многих отраслях промышленности. Итак, изделия из TPU обладают рядом особенностей:

  • Компенсация механических нагрузок за счет повышенной твердости;
  • Сохраняет свою структуру при сильном ударе за счет хорошей гибкости;
  • Стойкость к абразивной обработке товаров методом шлифовки и полировки;
  • Возможность придания товару любой формы и создания высокопрочных изделий большой толщины;
  • Износ в 3 раза ниже, чем у резины;
  • Легкий материал относительно металла;
  • Плотность полимерного материала составляет 1,280 г/см3 (для сравнения, у резины 1,500 г/см3), что позволяет сделать готовый продукт более легким;
  • Возможность изготовления товара, способного растягиваться в 6 раз.

Одним из ведущих производителей ТПУ в России является компания «Углич-Пласт». Мы используем передовое оборудование для изготовления и непрерывного контроля качества в нашей лаборатории, поэтому гарантируем соответствие материала согласованным параметрам.

8 (800) 200-15-43+7 (961) 154-69-68

консультации по любым вопросам

Термопластичный полиуретан (ТПУ) Материал: свойства и применение

Что означает ТПУ?

Что означает ТПУ?

Термопластичный полиуретан (ТПУ) представляет собой перерабатываемый в расплаве термопластичный эластомер с высокой прочностью и гибкостью.

TPU обеспечивает 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, атмосферостойкие, не желтеющие пленки и т. д.

Обладает свойствами между характеристиками пластика и резины. Благодаря своей термопластичной природе он имеет ряд преимуществ по сравнению с другими эластомерами, с которыми не может сравниться, например:

  • Превосходная прочность на растяжение,
  • Высокое удлинение при разрыве и
  • Хорошая несущая способность


Термопластичный полиуретан (ТПУ) был открыт в 1937 году Отто Байером и его сотрудниками в лабораториях I.G. Farben в Леверкузене, Германия.

Как производится ТПУ?

Как производится ТПУ?

Он образуется, когда происходит реакция полиприсоединения между диизоцианатом и одним или несколькими диолами определенным образом. Три основных сырья, необходимых для производства ТПУ:
  • Полиол или диол с длинной цепью
  • Удлинитель цепи или диол с короткой цепью
  • А диизоцианат

Это линейный сегментированный блок-сополимер, состоящий из твердых и мягких сегментов.
  • Мягкий сегмент (полиэфир или полиэстер) : Изготовлен из полиола и изоцианата, что обеспечивает гибкость и эластомерность ТПУ.
  • Твердый сегмент (ароматический или алифатический) : изготовлен из удлинителя цепи и изоцианата, придающего ТПУ его прочность и физические свойства.
    • Ароматические ТПУ – на основе изоцианатов, таких как MDI
    • Алифатические ТПУ - на основе изоцианатов, таких как h22 MDI, HDI и IPDI

Молекулярная структура термопластичных полиуретанов

Ключевые свойства термопластичного полиуретана

Ключевые свойства термопластичного полиуретана

ТПУ позволяют промышленным предприятиям в основном извлекать выгоду из следующего сочетания свойств:

Стойкость к истиранию/царапинам

Высокая стойкость к истиранию и царапинам обеспечивает долговечность и эстетическую ценность


Когда стойкость к истиранию и царапинам имеет решающее значение для таких применений, как детали салона автомобиля, устройства для спорта и отдыха или технические детали, а также специальные кабели, термопластичные полиуретаны дают превосходные результаты по сравнению с другими термопластическими материалами.

Сопротивление истиранию материалов обычно определяется путем измерения потери веса образца в стандартном испытании на износ, как показано в таблице ниже:


Сравнительные результаты такого теста, как показано на рисунке выше, ясно показывают превосходную стойкость ТПУ к истиранию по сравнению с другими материалами, такими как ПВХ и каучуки.

Soft Touch/высокий комфорт использования для эргономичных приложений


Последние разработки позволили производить ТПУ без пластификаторов с твердостью от 55 до 80 по Шору А.

Эти решения обеспечивают высококачественную отделку поверхности, отличную адгезию к инженерным пластикам, таким как ABS и нейлон, а также непревзойденную стойкость к царапинам и истиранию.

Стойкость к ультрафиолетовому излучению

Алифатические ТПУ
обеспечивают стойкость цвета ваших эстетичных деталей. Они демонстрируют превосходную устойчивость к ультрафиолетовому излучению и, следовательно, превосходную стабильность цвета при сохранении хороших механических свойств. Алифатический ТПУ

обладает именно тем профилем свойств и универсальностью, что делает его предпочтительным материалом для электронных приложений. Как для светлых, так и для темных цветных деталей OEM-производители могут положиться на высокую устойчивость ТПУ к царапинам и УФ-излучению.

» Ознакомьтесь с товарными сортами ТПУ для электронных компонентов

ТПУ с высокой воздухопроницаемостью обеспечивает оптимальный комфорт


Независимо от того, идет ли речь о спортивной одежде, обуви или строительной продукции, ТПУ с высокой воздухопроницаемостью обеспечит оптимальный комфорт.

В отличие от традиционных ТПУ, которые обычно имеют паропроницаемость ниже 1 500 г/м 2 /день, марки с высокой воздухопроницаемостью имеют значения до 10 000 г/м 2 /день (+560%). Традиционный ТПУ можно смешивать с воздухопроницаемыми, чтобы точно настроить воздухопроницаемость в соответствии с требованиями вашего приложения.

Сочетание высокой прозрачности и стойкости к истиранию

Доступны кристально чистые ТПУ
с очень хорошей твердостью. Эта характеристика позволяет использовать ТПУ при экструзии прозрачных пленок, трубок и шлангов или при литье под давлением технических, эстетичных деталей, где может быть достигнута прозрачность при толщине до 6 мм.

Другие преимущества TPU


  • Высокая эластичность во всем диапазоне твердости
  • Отличная низкотемпературная и ударная вязкость
  • Устойчивость к маслам, жирам и многочисленным растворителям
  • Хорошая гибкость в широком диапазоне температур
  • Устойчивость к атмосферным воздействиям и высокоэнергетическому излучению

Термопластичные полиуретаны эластичны и перерабатываются в расплаве . Добавки могут улучшить стабильность размеров и термостойкость, уменьшить трение и повысить огнестойкость, устойчивость к грибкам и атмосферостойкость.

Ароматические ТПУ представляют собой прочные смолы общего назначения, которые устойчивы к воздействию микробов, хорошо противостоят химическим веществам. Эстетический недостаток, однако, заключается в склонности ароматических соединений к разложению свободными радикалами, вызванными воздействием тепла или ультрафиолетового света. Эта деградация приводит к обесцвечиванию продукта и потере физических свойств.

Добавки, такие как антиоксиданты, поглотители УФ-излучения, стабилизаторы на основе стерически затрудненных аминов, используются для защиты полиуретанов от окисления, вызванного УФ-светом, и, следовательно, делают термопластичные полиуретаны пригодными для широкого спектра применений, в которых может потребоваться как термическая, так и световая стабильность.

Алифатический ТПУ, с другой стороны, по своей природе светостабилен и устойчив к обесцвечиванию под воздействием УФ-излучения. Кроме того, они оптически прозрачны, что делает их подходящими ламинатами для герметизации стекла и защитных стекол.

Другие специальные сорта включают:

  • Армированный ТПУ – при смешивании со стеклянными или минеральными наполнителями/волокнами он становится конструкционным конструкционным полимером с желаемыми свойствами сопротивления истиранию, высокой ударной вязкости, хорошей топливной стойкости и высокими характеристиками текучести.
  • Огнестойкость – огнестойкие марки ТПУ широко используются для обеспечения сопротивления разрыву и прочности оболочки кабеля

Основные типы пленок ТПУ

Основные типы пленок ТПУ

Полиэстер , Полиэфир и Поликапролактон представляют собой три основных химических класса пленок ТПУ.

Кредит: Охотник

Поликарбонатные диолы (PCD)


Другим интересным классом полиолов, используемых для производства термопластичных полиуретанов, являются поликарбонатные диолы, обычно используемые для производства полиуретанов, которые включают карбонатные связи для улучшения характеристик. Поликарбонат-полиуретаны также могут быть получены за счет использования полиуретановых форполимеров на основе поликарбоната.

Полиуретановый форполимер на основе поликарбоната представляет собой производное соответствующего поликарбонатного диола, в котором все концевые гидроксильные (ОН) группы полиола прореагировали с изоцианатом, оставив изоцианатные группы (NCO) на концах вместо гидроксильных групп.

По сравнению с поликапролактоном и полиуретанами на основе ПТМЭГ полиуретановые эластомеры на основе форполимеров ПК-ПУ имеют:

  • Чрезвычайная долговечность
  • Повышенная химическая стойкость
  • Улучшенная гидролитическая стабильность
  • Повышенное тепловое сопротивление
  • Лучшая стойкость к истиранию и
  • Превосходные механические свойства

Ограничения термопластов Полиуретаны

Ограничения термопластов Полиуретаны

  • Некоторые марки ТПУ имеют относительно короткий срок хранения
  • Перед началом обработки требуется время на сушку
  • Не так рентабельно, как другие альтернативы
  • Более узкий диапазон твердости, чем у других термопластичных эластомеров
  • Узкий диапазон температур обработки
  • Склонность к гидролизу, особенно в случае ТПУ на основе полиэстера

Популярные методы обработки для ТПУ

Популярные методы обработки для ТПУ

Термопластичный полиуретан можно легко перерабатывать с помощью традиционных методов обработки, таких как литье под давлением, экструзия, выдувание и компрессионное формование и т. д. Они легко формуются в формы для изготовления захватов, прокладок, колпачков, протезов и ряда других применений, как обсуждалось выше.

Его также можно компаундировать для создания прочных пластиковых отливок или перерабатывать с использованием органических растворителей для изготовления ламинированных тканей, защитных покрытий или функциональных клеев.

Сушка является критически важным этапом в обеспечении эффективности процесса ТПУ и получении качественной детали при формовании. Если влага не будет эффективно удалена из полимера перед обработкой, сушка формованных деталей не будет эффективной, что приведет к потере свойств и хрупкости.

Рекомендуемая остаточная влажность

  • Для литья под давлением ≤ 0,05%
  • Для экструзии 0,02%

Безопасность окружающей среды TPU

ТПУ Безопасность Экологические преимущества

ТПУ биоразлагаем и может быть переработан. Другие преимущества, предлагаемые ТПУ по сравнению с ПВХ, включают:
  • Защита окружающей среды
  • ТПУ устойчив к истиранию, а ПВХ со временем может треснуть
  • Более эластичный и легкий, чем ПВХ
  • В медицинских устройствах он считается безопасной альтернативой ПВХ, поскольку в медицинских марках ТПУ не используются ускорители каучука и пластификаторы, которые могут вызвать раздражение кожи или дерматит

Полиуретаны, используемые в качестве изолятора, эффективно повышают энергоэффективность зданий, транспорта и бытовых приборов и, следовательно, снижают выбросы углерода. В транспортных средствах изделия из ТПУ повышают эффективность использования топлива, поскольку они легче альтернативных металлов.

Найдите подходящий термопластичный полиуретан марки


Просмотрите широкий ассортимент марок термопластичного полиуретана, доступных сегодня, проанализируйте технические характеристики каждого продукта, получите техническую поддержку или запросите образцы.

Термопластичный полиуретан, знаете ли вы обо всех его применениях?

Эластомеры – это материалы, которые широко используются в нашей повседневной жизни. Они отличаются чрезвычайно высокой гибкостью и тем, что их можно использовать для широкого спектра применений. Термопластичный полиуретан (ТПУ), несомненно, является наиболее распространенным материалом благодаря своей универсальности.

 

 

Термопластичный полиуретан (ТПУ): что это такое и для чего он используется?

ТПУ ( термопластичный полиуретан ) — это лишь одна из многих разновидностей полиуретана. Это расплав- перерабатываемый термопластичный эластомер с превосходной гибкостью , долговечностью и стойкостью к истиранию. Как и другие термопласты, его получают литьем под давлением, выдувным формованием и экструзией.


С точки зрения применения, это материал, который можно найти в мебели, автомобилях (детали кузова, звукоизоляционная обивка, двери, напольные коврики, подголовники, рулевые колеса, сиденья и т. д.), обувь, клеи, краски, эластичные текстильные волокна , колеса, корпуса мобильных телефонов, оболочка кабеля, 9

Состав ТПУ

Термопластичный полиуретан получают реакцией 902 полиолов3 ( сложный полиэфир на основе простого полиэфира или поликарбоната), диизоцианаты и диолы с короткой цепью. К ним можно добавлять добавки для достижения особых свойств. Комбинируя все элементы, можно получить широкий диапазон твердости и механических свойств.


Кроме того, TPU имеет чередующиеся последовательности жестких и мягких сегментов , что обеспечивает высокую адаптивность. Управляя соотношением этих сегментов, можно получить различные варианты твердости. Чем больше жестких сегментов, тем жестче будет TPU.

 

 

Преимущества перед другими материалами

Термопластичный полиуретан обладает отличной стойкостью к истиранию, хорошей адгезией к подложкам, не поддерживает горение, обладает очень хорошей микробной стойкостью, а также устойчивостью к ультрафиолетовым лучам и гидролизу. Выделяется своей долговечностью, высокая демпфирующая способность и устойчивость к деформации, превосходит другие материалы.

Кроме того, термопластичный полиуретан подлежит вторичной переработке , в отличие от резины, которая не плавится при нагревании. Он также потребляет меньше энергии для обработки, чем термореактивные эластомеры, и не требует специальных добавок для процесса , как это делают силиконы и каучуки.


Learn more