English 
Správy
Domov / Správy / Správy z priemyslu / Čo je termoplastický polyuretán? Polyesterová TPU vodiaca lišta
Čo je termoplastický polyuretán? Priama odpoveď
Termoplastický polyuretán (TPU) je elastomérny plast, ktorý kombinuje pružnosť a rozťažnosť gumy s húževnatosťou a spracovateľnosťou plastu. Na rozdiel od termosetového kaučuku sa TPU môže roztaviť, pretvarovať a recyklovať viackrát, pretože jeho polymérne reťazce sú držané pohromade skôr fyzikálnymi ako trvalými chemickými väzbami. Vo svojej surovej forme sa TPU javí ako malé pelety alebo granule, ktoré sú extrudované, vstrekované alebo laminované do filmov, náterov, tkanín a hotových dielov.
Chemicky sa TPU vyrába reakciou diizokyanátu s jedným alebo viacerými diolmi spolu s predlžovačom reťazca. V závislosti od typu použitého diolu sa TPU delí do troch hlavných skupín: polyester TPU, polyéter TPU a polykaprolaktón TPU . Každá skupina má zreteľnú rovnováhu odolnosti proti oderu, odolnosti voči hydrolýze, odolnosti voči olejom a pružnosti pri nízkych teplotách, čo je dôvod, prečo výber materiálu vždy začína prispôsobením typu TPU ku konečnému použitiu, a nie zaobchádzaním s "TPU" ako s jediným generickým materiálom.
Pre aplikácie, ktoré zahŕňajú nepremokavé textílie, stany, outdoorové vybavenie, lekárske membrány alebo priemyselné potiahnuté tkaniny, Polyesterový termoplastický polyuretán je zvyčajne preferovanou triedou kvôli svojej vynikajúcej odolnosti voči olejom, odolnosti proti oderu a mechanickej pevnosti v porovnaní s alternatívami na báze polyéterov.
Ako sa vyrába termoplastický polyuretán
TPU patrí do širšej rodiny polyuretánov, ale to, čo ho odlišuje od peny alebo polyuretánu s povrchovou úpravou, je jeho termoplastické správanie. Výrobný proces zvyčajne pozostáva z troch fáz:
- Diizokyanát (bežne MDI, metyléndifenyldiizokyanát) reaguje s polyolom s dlhým reťazcom za vzniku mäkkých segmentov, ktoré dodávajú materiálu jeho elasticitu.
- Diol s krátkym reťazcom pôsobí ako predlžovač reťazca, reaguje s väčším množstvom diizokyanátov za vzniku tvrdých segmentov, ktoré dodávajú materiálu jeho pevnosť a tepelnú odolnosť.
- Mäkké a tvrdé segmenty sú usporiadané do mikrofázovo oddelenej štruktúry: tvrdé segmenty pôsobia ako fyzické zosieťovanie a vystužujúce domény, zatiaľ čo mäkké segmenty poskytujú rozťažnosť a flexibilitu.
Táto architektúra mäkkého a tvrdého segmentu umožňuje opätovné spracovanie TPU teplom bez straty jeho základných mechanických vlastností, čo je kľúčová výhoda oproti vulkanizovanej gume alebo PVC, ktoré boli plastifikované prísadami, ktoré časom migrujú a degradujú.
Tri hlavné typy TPU
Výber správnej skupiny TPU má priamy vplyv na životnosť produktu, najmä pri vonkajších, námorných alebo priemyselných tkaninových aplikáciách, kde sú vlhkosť, olej a oder neustále namáhané.
Polyester TPU
Tento typ je vyrobený z polyesterových polyolov najvyššiu pevnosť v ťahu, odolnosť proti roztrhnutiu a odolnosť voči olejom/tukom medzi tri rodiny. Výnimočne dobre priľne k textíliám, vďaka čomu je štandardnou voľbou pre vodotesnú lamináciu látok, dopravné pásy, ochranné odevy a priemyselné hadice. Jeho hlavným obmedzením je nižšia odolnosť voči predĺženej hydrolýze v horúcich a vlhkých podmienkach v porovnaní s polyéterovým TPU, hoci moderné formulácie túto medzeru výrazne zmenšili.
Polyéter TPU
Tento typ je vyrobený z polyéterových polyolov vynikajúca odolnosť proti hydrolýze, pružnosť pri nízkych teplotách a mikrobiálna odolnosť . Funguje dobre vo vlhkom alebo chladnom prostredí, ako je námorné vybavenie, membrány na opotrebenie lyží a aplikácie na skladovanie v chlade, ale vo všeobecnosti má nižšiu odolnosť proti oderu a oleju ako polyester TPU.
Polykaprolaktón TPU
Menej bežný stredný typ, ktorý spája časť odolnosti proti hydrolýze polyéterového TPU s niektorými pevnostnými charakteristikami polyesterového TPU. Používa sa v špecializovaných aplikáciách, ako sú určité lekárske zariadenia a špeciálne filmy, ale je menej dostupný ako dva bežné typy.
Polyester TPU vs. Polyéter TPU: Porovnanie vedľa seba
Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje praktické rozdiely, ktoré sú najdôležitejšie pri výbere TPU na výrobu potiahnutých alebo laminovaných látok.
| Nehnuteľnosť | Polyester TPU | Polyéter TPU |
|---|---|---|
| Pevnosť v ťahu | Vyššie | Mierne |
| Odolnosť voči oderu | Výborne | Dobre |
| Odolnosť voči olejom a mastnote | Výborne | Spravodlivé |
| Odolnosť proti hydrolýze | Spravodlivé to good | Výborne |
| Nízkoteplotná flexibilita | Dobre | Výborne |
| Mikrobiálna rezistencia | Nižšia | Vyššie |
| Výkon lepenia tkanín | Výborne | Dobre |
Pre väčšinu nepremokavých látok, tašiek, stanu a priemyselných textilných aplikácií, polyester TPU je bežnejšou komerčnou voľbou pretože výhody pevnosti a lepivosti prevažujú nad kompromisom pri hydrolýze, najmä keď tkanina nie je vystavená konštantným podmienkam vysokej vlhkosti a vysokej teploty.
Kľúčové fyzikálne a mechanické vlastnosti TPU
TPU je cenený vo všetkých odvetviach, pretože sa nachádza vo výkonnostnej zóne, ktorú nemôže obsadiť ani guma, ani štandardný plast. Nasledujúce charakteristiky vysvetľujú prečo:
- Vysoká elasticita: TPU sa zvyčajne môže natiahnuť niekoľkonásobne oproti pôvodnej dĺžke a vrátiť sa blízko k svojmu pôvodnému tvaru, pričom predĺženie pri pretrhnutí sa bežne pohybuje od 300 % do 600 % v závislosti od tvrdosti.
- Nastaviteľná tvrdosť: TPU je k dispozícii v širokom rozsahu tvrdosti Shore, vo všeobecnosti od Shore 60A (mäkký, podobný gume) až po Shore 75D (pevný, takmer technický plast), čo umožňuje, aby jedna chémia slúžila veľmi odlišným potrebám produktov.
- Odolnosť proti oderu: TPU trvalo prekonáva PVC a väčšinu gúm pri testovaní oderu, a preto sa široko používa na povrchoch s vysokým opotrebovaním, ako sú podrážky topánok, kryty hadíc a dopravníkové pásy.
- Vodotesné a priedušné varianty: TPU fólie môžu byť navrhnuté ako plne vodotesné bariéry alebo ako mikroporézne/hydrofilné membrány, ktoré umožňujú prestup vodnej pary a zároveň blokujú tekutú vodu, čo je základom pre vodotesné a priedušné látkové lamináty.
- Výkon pri nízkych teplotách: V závislosti od zloženia môže TPU zostať flexibilný pri teplotách hlboko pod bodom mrazu, čo je dôležité pre vonkajšie aplikácie a aplikácie chladiacich reťazcov.
- Recyklovateľnosť: Pretože TPU je skôr termoplast než termoset, odpadový materiál možno prebrúsiť a spracovať, čím sa zníži výrobný odpad v porovnaní s gumovými zmesami, ktoré sa nedajú pretaviť.
Polyester TPU vo výrobe nepremokavých látok
Jedno z najväčších komerčných použití polyesterového termoplastického polyuretánu je ako laminovacia alebo poťahová vrstva viazaná na tkané alebo pletené základné tkaniny, ako sú polyester, nylon alebo bavlnené zmesi. Výsledný kompozitný materiál kombinuje pevnosť v ťahu textílie s vodeodolnými, elastickými a oderu odolnými vlastnosťami fólie TPU.
Táto konštrukcia sa používa v širokej škále hotových výrobkov, vrátane:
- Výstroj do dažďa, bundy a nepremokavé vrchné oblečenie
- Stany, plachty a kryty vonkajšieho vybavenia
- Nafukovacie výrobky, ako sú člny, nafukovacie matrace a hračky do bazéna
- Zdravotnícke a hygienické výrobky vrátane nepremokavých chráničov matracov
- Priemyselné ochranné kryty a vrecká vyžadujúce odolnosť voči olejom a chemikáliám
Výrobcovia ako Safelong vyrábajú špecializované Polyesterový termoplastický polyuretán vodotesné textilné línie špeciálne navrhnuté pre tieto prípady použitia; ich produktový rad polyesterových TPU nepremokavých tkanín ilustruje, ako je materiál ponúkaný v rôznych hrúbkach, stupňoch tvrdosti a povrchových úpravách (matný, lesklý, potlačený), aby vyhovoval špecifickým požiadavkám konečného použitia.
Pri získavaní polyesterovej TPU tkaniny ju kupujúci zvyčajne hodnotia podľa troch kritérií: hodnotenie hydrostatického tlaku (vodotesnosť), pevnosť v odlupovaní/spojení medzi fóliou TPU a základnou tkaninou a cykly obrusovania pred poruchou . Dobre spojený polyesterový TPU laminát by sa nemal delaminovať za normálnych podmienok skladania, naťahovania alebo prania.
TPU vs. PVC vs. guma: Prečo výrobcovia prechádzajú
Po celé desaťročia bola tkanina potiahnutá PVC predvolenou voľbou pre vodeodolné textílie kvôli jej nízkej cene. TPU však stabilne nahrádza PVC v mnohých stredne až prémiových aplikáciách z niekoľkých praktických dôvodov:
| Faktor | TPU tkanina | PVC tkanina | Pogumovaná tkanina |
|---|---|---|---|
| Pružnosť v chladnom počasí | Dobre to excellent | Chudobný (stane sa tuhý/krehký) | Mierne |
| Odolnosť voči oderu | Výborne | Mierne | Dobre |
| Dlhodobá trvanlivosť | Vysoká (bez zmäkčovadiel) | Rozkladá sa, keď zmäkčovadlá migrujú von | Mierne; can crack over time |
| Recyklovateľnosť | Áno (termoplast) | Obmedzené | Ťažké (termoset) |
| Relatívne náklady na materiál | Vyššie | Nižšia | Mierne to higher |
Pretože TPU sa nespolieha na zmäkčovadlá, aby zostali flexibilné, vyhýba sa tuhnutiu a praskaniu, ktoré PVC tkanina zažíva, keď sa zmäkčovadlá vylúhujú v priebehu rokov používania. Vďaka tomu je TPU tkanina silnejšou dlhodobou investíciou pre produkty, u ktorých sa očakáva, že vydržia opakované skladanie, vonkajšie vystavenie alebo chladenie.
Odvetvia, ktoré sa spoliehajú na termoplastický polyuretán
Obuv
TPU je široko používaný pre podošvy topánok, medzipodošvy a päty, pretože odoláva oderu oveľa lepšie ako štandardné gumové zmesi a zároveň zostáva ľahký.
Automobilový priemysel
Vnútorné obloženie, plášť káblov, tesnenia a povlaky airbagov často používajú TPU pre svoju kombináciu flexibility, odolnosti proti oderu a odolnosti voči automobilovým kvapalinám.
Lekárska
TPU fólie sa používajú v obväzoch na rany, v komponentoch katétrov a vodotesných lekárskych krytoch, pretože môžu byť vyrobené bez bežných zmäkčovadiel a sterilizované bez významnej straty majetku.
Spotrebný tovar a vonkajšie vybavenie
Puzdrá na telefóny, ochranné vaky, nafukovacie vybavenie na vodné športy a nepremokavé oblečenie používajú TPU fóliu alebo tkaninu potiahnutú TPU pre svoju priehľadnosť, flexibilitu a odolnosť.
Priemyselná a textilná výroba
Dopravné pásy, kryty hydraulických hadíc, tlačové prikrývky a potiahnuté technické tkaniny používajú TPU, pričom polyesterový TPU je obzvlášť uprednostňovaný tam, kde sa očakáva vystavenie olejom alebo silné mechanické opotrebenie.
Ako si vybrať správnu TPU tkaninu alebo triedu
Výber správneho materiálu TPU spočíva v prispôsobení prevádzkového prostredia produktu známym silám materiálu. Ako praktický východiskový bod použite nasledujúci kontrolný zoznam:
- Vystavenie oleju, mazivu alebo palivu: vyberte polyester TPU.
- Konštantná vysoká vlhkosť alebo dlhodobé ponorenie do vody: zvážte polyéter TPU alebo formuláciu polyesteru TPU stabilizovaného hydrolýzou.
- Použitie v studenej klíme alebo mrazničke: uprednostňujte nízkoteplotnú flexibilitu a zvážte polyéter TPU.
- Vysoko opotrebované povrchy (podošvy, opasky, tašky): vyberte si polyester TPU pre vynikajúcu odolnosť proti oderu.
- Potreba silného spojenia tkaniny: polyesterové TPU lamináty spoľahlivejšie na tkané textílie.
- Požiadavka na mäkkosť: vyžiadajte si špecifický rozsah tvrdosti podľa Shorea (napríklad 70A až 85A pre aplikácie s mäkkou a pružnou tkaninou) namiesto toho, aby ste sa spoliehali na všeobecné popisy ako „mäkký“ alebo „pevný“.
Pri vyžiadaní vzoriek alebo špecifikácií od dodávateľa si vyžiadajte hodnotenie hydrostatickej hlavy (v mm), hmotnosť tkaniny (v gramoch na meter štvorcový), hrúbku fólie TPU a denier základnej tkaniny, pretože tieto štyri čísla spolu určujú skutočný vodotesný výkon a odolnosť.
Starostlivosť a manipulácia s výrobkami z TPU tkaniny
TPU potiahnutá tkanina je odolná, ale správna manipulácia výrazne predlžuje jej životnosť:
- Vyhnite sa dlhodobému vystaveniu priamemu vysokému teplu, ktoré môže zmäkčiť povrch TPU a spôsobiť lepkavosť.
- Čistite radšej jemným mydlom a vodou než silnými rozpúšťadlami, ktoré môžu časom napadnúť TPU film.
- Skladujte radšej zložené ako tesne zrolované pod silným tlakom po dlhšiu dobu, aby ste predišli trvalému pokrčeniu.
- Chráňte pred dlhodobým kontaktom so silnými oxidačnými činidlami alebo agresívnymi priemyselnými chemikáliami, pokiaľ špecifická trieda TPU nie je určená pre túto expozíciu.
Často kladené otázky
Je termoplastický polyuretán vodotesný?
áno. Pevná TPU fólia je vo svojej podstate vodotesná a keď je nalaminovaná na základnú tkaninu, tvorí súvislú bariérovú vrstvu, ktorá zabraňuje prestupu tekutej vody, zatiaľ čo niektoré hydrofilné TPU formulácie stále umožňujú únik vodnej pary, aby bola priedušná.
Aký je rozdiel medzi TPU a PU?
„PU“ je široký pojem zahŕňajúci všetky polyuretánové materiály vrátane pien, náterov, lepidiel a elastomérov, z ktorých mnohé sú termosetové a nemožno ich pretaviť. TPU je špecificky termoplastická podtrieda polyuretánu, čo znamená, že sa dá roztaviť a opätovne spracovať, čo uľahčuje vytláčanie, laminovanie a recykláciu.
Prečo je polyester TPU preferovaný pre nepremokavú tkaninu?
Polyester TPU ponúka silnejšiu priľnavosť k tkaným textíliám, vyššiu odolnosť proti oderu a lepšiu odolnosť voči olejom a mastnote ako polyéter TPU, čo všetko je dôležité pre látkové výrobky, ktoré čelia pravidelnému mechanickému namáhaniu a manipulácii.
Je TPU tkanina bezpečná pre styk s potravinami alebo pokožkou?
TPU môže byť formulovaný bez bežných zmäkčovadiel, ktoré sa nachádzajú v PVC, a druhy prichádzajúce do styku s potravinami alebo pokožkou sú široko dostupné; vhodnosť však vždy závisí od konkrétneho zloženia, takže kupujúci by si mali pred finalizáciou produktu potvrdiť zamýšľané použitie u výrobcu.
Popraská TPU tkanina časom ako PVC?
TPU je oveľa menej náchylné na praskanie ako PVC, pretože jeho ohybnosť nezávisí od zmäkčovadiel. PVC sa stáva krehkým, keď zmäkčovadlá migrujú v priebehu rokov používania, zatiaľ čo TPU si zachováva svoju elasticitu, pretože flexibilita je zabudovaná do samotnej polymérnej štruktúry.
Dá sa TPU tkanina recyklovať?
Čistý TPU je možné prebrúsiť a spracovať, pretože je termoplast. Recyklácia tkaniny laminovanej TPU je zložitejšia, pretože zahŕňa oddelenie fólie TPU od základnej textílie, ale čistý TPU odpad a odrezky z výroby fólie alebo fólie sa bežne regenerujú vo výrobných zariadeniach.
Zhrnutie
Termoplastický polyuretán je flexibilný, odolný a recyklovateľný elastomér, ktorý premosťuje medzeru medzi gumou a pevným plastom. Medzi jeho varianty, polyester TPU vyniká pri výrobe nepremokavých tkanín vďaka svojej silnej priľnavosti, vysokej odolnosti proti oderu a odolnosti voči olejom, čo z neho robí bežnú voľbu materiálu pre outdoorové vybavenie, ochranné kryty, nafukovacie produkty a priemyselné poťahované textílie, ktoré musia spoľahlivo fungovať počas rokov používania.
