X'inhu Polyurethane?
L-hekk imsejjaħ polyurethane hija l-abbrevjazzjoni tal-polyurethane, li hija ffurmata mir-reazzjoni ta 'polyisocyanate u polyol, u fiha ħafna gruppi ripetuti ta' uretan (-NH-CO-O-) fil-katina molekulari. Fir-reżina tal-polyurethane sintetika attwali, minbarra l-grupp tal-urethane, hemm ukoll gruppi bħall-urea u l-biuret. Il-polioli huma molekuli ta 'katina twila bi gruppi hydroxyl fl-aħħar, li jissejħu "segmenti rotob", u polyisocyanates jissejħu "segmenti iebsin".
Fir-reżina tal-polyurethane ġġenerata mis-segmenti artab u iebes, l-urethane huwa biss minoranza, għalhekk mhux neċessarjament xieraq li tissejjaħ polyurethane. F'sens wiesa ', il-polyurethane huwa polimer ta' żieda ta 'isocyanate.
Tipi differenti ta 'isokjanati jirreaġixxu ma' komposti polyhydroxy biex jiffurmaw polyurethanes ta 'strutturi varji, u b'hekk jiksbu materjali polimeru bi proprjetajiet differenti, bħal plastiks, gomom, kisjiet, fibri, adeżivi, eċċ. Gomma tal-polyurethane
Il-gomma tal-polyurethane ġiet żviluppata b'suċċess għall-ewwel darba fil-Ġermanja fl-1940, u tqiegħdet fil-produzzjoni industrijali wara l-1952, filwaqt li pajjiżi ġie żviluppat u mqiegħed fil-produzzjoni f'nofs -1960s. Il-gomma tal-polyurethane tappartjeni għal tip ta 'gomma speċjali, li hija ppreparata bir-reazzjoni ta' polyether jew poliester ma 'isocyanate. Hemm ħafna varjetajiet minħabba tipi differenti ta 'materja prima, kundizzjonijiet ta' reazzjoni u metodi ta 'cross-linking. F'termini ta 'struttura kimika, hemm tip ta' poliester u tip ta 'poliether, u f'termini ta' metodu ta 'proċessar, hemm tliet tipi: tip ta' taħlit, tip ta 'ikkastjar u tip termoplastiku.
Gomma tal-polyurethane sintetika ġeneralment issir billi tirreaġixxi poliester lineari jew polyether ma 'diisocyanate biex tagħmel prepolimeru ta' piż molekulari baxx. Wara reazzjoni ta 'estensjoni tal-katina, jiġi ffurmat polimeru molekulari għoli, u mbagħad jiġi miżjud aġent ta' cross-linking xieraq biex jissaħħanha. Vulkanizzat biex issir gomma vulkanizzata, dan il-metodu jissejjaħ metodu ta 'prepolimerizzazzjoni jew metodu f'żewġ stadji.
Huwa wkoll possibbli li jintuża metodu ta 'pass wieħed—il-poliester lineari jew il-polieter huwa mħallat direttament ma' diisocyanate, estensuri tal-katina u aġent ta 'crosslinking, sabiex isseħħ ir-reazzjoni biex tiġġenera gomma tal-polyurethane.
Gomma tal-Polyurethane Termoplastiku (TPU)
Gomma tal-polyurethane termoplastika hija polimeru lineari blokk tat-tip n (AB), A jirrappreżenta poliester jew polieter ta 'piż molekulari għoli (piż molekulari 1000-6000), imsejjaħ katina twila, B jirrappreżenta karbonji lineari 2-12 Id-diol atomiku huwa katina qasira, u t-twaħħil kimiku bejn is-segmenti AB huwa diisocyanate.
Ir-relazzjoni bejn l-istruttura u l-proprjetajiet fiżiċi tat-TPU
1. Struttura tas-segment
Is-segment A fil-molekula TPU jagħmel il-katina makromolekulari faċli biex iddawwar, u tagħti lill-gomma tal-polyurethane elastiċità tajba, tnaqqas il-punt ta 'trattib u l-punt ta' transizzjoni sekondarju tal-polimeru, u tnaqqas l-ebusija u s-saħħa mekkanika. Is-segment B se jorbot ir-rotazzjoni tal-katina makromolekulari, sabiex il-punt ta 'trattib u l-punt ta' transizzjoni sekondarju tal-polimeru jiżdiedu, l-ebusija u s-saħħa mekkanika tiżdied, u l-elastiċità tonqos. Billi taġġusta l-proporzjon molari bejn A u B, jistgħu jiġu ppreparati TPUs bi proprjetajiet mekkaniċi differenti.
2. Struttura cross-linked
Minbarra l-cross-linking primarju, l-istruttura tal-cross-linking ta 'TPU għandha tikkunsidra wkoll cross-linking sekondarju ffurmat minn bonds ta' idroġenu intermolekulari. Ir-rabta ta 'cross-linking primarja tal-polyurethane hija differenti mill-istruttura tal-vulkanizzazzjoni tal-gomma hydroxy, u l-grupp ta' l-urethane tagħha, biuret, grupp allophanate u gruppi oħra huma regolarment u spazjati f'segmenti riġidi, għalhekk il-kisba Il-gomma għandha struttura ta 'netwerk regolari, għalhekk għandu reżistenza eċċellenti għall-ilbies u proprjetajiet eċċellenti oħra.
It-tieni nett, minħabba li l-gomma tal-polyurethane fiha ħafna gruppi bħal gruppi ta 'urea jew gruppi ta' uretejn b'enerġija koeżiva kbira, ir-rabtiet ta 'l-idroġenu ffurmati bejn ktajjen molekulari għandhom qawwa għolja, u l-cross-linking sekondarju ffurmat minn bonds ta' l-idroġenu Is-saħħa għandha wkoll influwenza importanti fuq il-proprjetajiet tal-gomma tal-polyurethane. Il-cross-linking sekondarju jagħmel il-gomma tal-polyurethane jkollha l-karatteristiċi ta 'elastomer thermosetting min-naħa waħda, u min-naħa l-oħra, il-cross-linking mhuwiex verament cross-linking, huwa cross-linking virtwali, u l-cross-linking istat jiddependi mit-temperatura.
Hekk kif it-temperatura tiżdied, dan il-crosslinking jiddgħajjef u jisparixxi gradwalment, u l-polimeru għandu ċerta fluwidità u jista 'jiġi pproċessat termoplastikament. Meta t-temperatura titbaxxa, dan il-crosslink jiġi gradwalment restawrat u ffurmat mill-ġdid. Iż-żieda ta 'ammont żgħir ta' mili żżid id-distanza bejn il-molekuli, il-kapaċità li tifforma bonds tal-idroġenu bejn il-molekuli hija mdgħajfa, u s-saħħa tinżel drastikament.
3. L-istabbiltà tal-grupp
Ir-riċerka turi li l-ordni ta 'stabbiltà ta' kull grupp fil-gomma tal-polyurethane minn għoli għal baxx huwa: ester, etere, urea, uretan, biuret. Fil-proċess ta 'tixjiħ tal-gomma tal-polyurethane, l-ewwel huwa l-grupp tal-biuret u l-urea Il-crosslinks tal-formate huma mqassma, segwiti mir-rabtiet tal-urethane u l-urea, jiġifieri l-katina ewlenija hija maqsuma.
Proprjetajiet tal-Gomma tal-Polyurethane
Il-modulu elastiku tat-TPU huwa bejn il-gomma u l-plastik. L-akbar karatteristika tagħha hija li għandha kemm ebusija kif ukoll elastiċità, li ma tinstabx f'lastiku u plastik ieħor.
TPU huwa maqsum f'żewġ tipi: tip ta 'poliester u tip ta' polyether. Meta mqabbel mal-proprjetajiet fiżiċi, it-tip tal-poliester għandu prestazzjoni aħjar għal gomma ta 'ebusija baxxa, filwaqt li t-tip ta' polyether huwa aħjar għal gomma ta 'ebusija għolja. Il-gomma tal-poliester għandha reżistenza aħjar taż-żejt, reżistenza għas-sħana u adeżjoni mal-metall, filwaqt li tip ta 'poliether huwa aħjar għal reżistenza għall-idroliżi, reżistenza għall-kesħa u proprjetajiet antibatteriċi.
1. Karatteristiċi ambjentali
It-TPU ġeneralment għandu reżistenza tajba għat-temperatura, it-temperatura għal użu kontinwu fit-tul hija minn 80 sa 90 grad, u tista 'tilħaq madwar 120 grad fi żmien qasir. Ir-reżistenza tat-temperatura baxxa tal-polyurethane hija wkoll tajba. It-temperatura tal-fraġilità tal-polyurethane tal-poliester hija -40 grad C, filwaqt li l-polyether polyurethane huwa -70 ~ -80 grad C, iżda se jsir iebes f'temperatura baxxa.
Ir-reżistenza taż-żejt tat-TPU hija relattivament tajba, iżda r-reżistenza għall-ilma tvarja skont l-istruttura. L-aktar degradazzjoni serja ta 'TPU hija kkawżata mir-riversibbiltà tar-reazzjoni tal-formazzjoni ta' l-ester. Meta l-ester jiġi kkuntattjat bl-ilma, ir-riforma tal-aċidu hija responsabbli għar-reazzjoni awtokatalitika li twassal għad-diżintegrazzjoni tal-molekula. L-uretani tal-poliester jiddiżintegraw aktar meta jkunu esposti għall-umdità fl-arja milli meta jkunu mgħaddsa kompletament fl-ilma. Dan għaliex meta mgħaddas fl-ilma, l-aċidu ffurmat jinħasel kontinwament.
Ir-reżistenza għall-idroliżi tal-polyurethane tal-polyether hija 3 sa 5 darbiet dik tal-polyurethane tal-poliester, minħabba li l-grupp tal-etere mhux se jirreaġixxi mal-ilma.
Hemm żewġ raġunijiet għaliex l-intrużjoni tal-ilma twassal għat-tnaqqis tal-prestazzjoni tal-polyurethane: waħda hija li l-ilma intruż jifforma bonds tal-idroġenu ma 'gruppi polari fil-polyurethane, li jdgħajjef ir-rabtiet tal-idroġenu bejn il-molekuli tal-polimeru. Dan il-proċess huwa riversibbli. Wara li l-proprjetajiet fiżiċi jiġu restawrati.
It-tieni hija li l-ilma jinvaduh idrolizza l-polyurethane, li huwa irriversibbli.
Il-polyurethane se skulur u jiskura taħt espożizzjoni fit-tul għad-dawl tax-xemx, u l-proprjetajiet fiżiċi tiegħu se jonqsu gradwalment. Il-batterji tal-enżimi jistgħu jwasslu wkoll għad-degradazzjoni tal-polyurethane, għalhekk antiossidanti, assorbenti ultravjola, aġenti kontra l-enzimi, eċċ. huma miżjuda mal-gomma tal-polyurethane użata fil-produzzjoni industrijali.
2. Proprjetajiet mekkaniċi
Saħħa tat-tensjoni: Is-saħħa tat-tensjoni tal-gomma tal-polyurethane hija relattivament għolja, ġeneralment tilħaq 28 sa 42 MPa, u TPU huwa fin-nofs, madwar 35 MPa.
Titwil: ġeneralment sa 400 sa 600, il-massimu huwa 1000 fil-mija.
Elastiċità: L-elastiċità tal-polyurethane hija relattivament għolja, iżda t-telf tal-isteresi tiegħu huwa wkoll relattivament kbir, għalhekk il-ġenerazzjoni tas-sħana hija għolja. Huwa faċilment imħassra taħt il-kundizzjonijiet tat-tagħbija ta 'liwi multipli u rolling b'veloċità għolja.
Ebusija: Il-firxa tal-ebusija tal-polyurethane hija usa 'minn dik ta' gomom oħra, l-aktar baxxa hija ebusija Shore 10, u ħafna mill-prodotti għandhom ebusija ta '45 sa 95. Meta l-ebusija tkun ogħla minn 70 grad, is-saħħa tat-tensjoni u s-saħħa tat-titwil fissa huma ogħla minn dawk tal-gomma naturali. Meta l-ebusija tkun 80 sa 90 grad, is-saħħa tat-tensjoni, is-saħħa tat-titwil fissa u s-saħħa tad-dmugħ huma pjuttost għoljin.
Saħħa tad-dmugħ: Is-saħħa tad-dmugħ tal-polyurethane hija relattivament għolja. Meta t-temperatura tat-test titla' għal 100-110 grad, is-saħħa tad-dmugħ hija ekwivalenti għal dik tal-gomma styrene-butadiene.
Reżistenza għall-ilbies: Ir-reżistenza għall-ilbies tal-polyurethane hija tajba ħafna, 9 darbiet ogħla minn dik tal-gomma naturali, u 1 sa 3 darbiet ogħla minn dik tal-gomma styrene-butadiene
Rekwiżiti għall-ipproċessar
TPU għandu l-karatteristiċi doppji tal-plastik u tal-gomma. Hija din il-karatteristiċi fiżiċi u kimiċi uniċi li teħtieġ li nkunu ttrattati b'mod speċjali fid-disinn tal-moffa u l-iffurmar tal-injezzjoni.
Disinn tal-moffa:
1. Id-disinn tar-runner:
Minħabba li l-sprue huwa l-post bl-ogħla pressjoni, meta l-pressjoni tal-injezzjoni tiġi rilaxxata, il-kondensat fl-sprue se jżid ir-reżistenza minħabba l-espansjoni elastika, li tikkawża li ż-żennuna teħel mal-moffa ta 'quddiem. Għalhekk, l-inklinazzjoni tad-demolding tal-sprue għandha tiżdied kemm jista 'jkun meta tiddisinja l-moffa. . Id-daqs tat-tarf żgħir tal-sprue ma jistax ikun iżgħar mid-dijametru taż-żennuna tal-magna tal-iffurmar tal-injezzjoni. Iż-żieda tad-daqs tat-tarf il-kbir teħtieġ ħin tat-tkessiħ addizzjonali u ttawwal iċ-ċiklu tal-injezzjoni. Għalhekk, iż-żieda tal-inklinazzjoni tad-demolding hija prinċipalment realizzata billi jitqassar it-tul tal-sprue.
Taħt ċirkostanzi normali, id-dijametru tat-tarf iż-żgħir tal-kanal prinċipali huwa madwar 2.5 sa 3.0 mm, id-dijametru tat-tarf il-kbir huwa inqas minn 6.0 mm, u t-tul m'għandux jaqbeż l-40 mm. Fl-aħħar tal-kanal prinċipali, bir kiesaħ bl-istess dijametru jew kemmxejn akbar bħat-tarf il-kbir għandu jkun issettjat biex jiġbor kolla kiesħa u bokkla l-iżbokk tal-ilma.
Id-dijametru tar-runner għandu jiddependi fuq l-istruttura tal-prodott u t-tul tar-runner. B'mod ġenerali, m'għandux ikun inqas minn 4.0mm. Il-kanal tax-shunt jadotta forma ċirkolari biex jikseb effett ta 'tkessiħ aħjar.
2. Disinn tal-bieb:
Minħabba l-fluwidità fqira tat-TPU, il-fond u l-wisa 'tal-bieb għandhom ikunu akbar minn dawk ta' materjali termoplastiku oħra sabiex tiġi evitata l-inkonsistenza bejn it-tnaqqis laterali u lonġitudinali kkawżati mill-ġett u l-orjentazzjoni molekulari tal-kollojde li jgħaddi mill-bieb. , filwaqt li d-dimensjoni tat-tul Huwa iżgħar minn dawk ordinarji biex jiffaċilita l-mogħdija ta 'kollojdi. Xatba li hija twila wisq tikkawża li l-kollojde jiġi ejected waqt il-mili, li jaffettwa d-dehra tal-prodott. Xtiebi tal-brilli li jistgħu jikkawżaw shearing eċċessiv u ġenerazzjoni tas-sħana tal-materjal għandhom jiġu evitati kemm jista 'jkun.
3. Disinn tal-kanal tal-egżost:
L-egżost tal-moffa għandu jkun biżżejjed biex jipprevjeni li l-prodott ma jaħraqx, speċjalment meta d-direzzjoni tal-mili tal-materjal tal-gomma tinbidel f'daqqa u l-parti fejn il-prodott fl-aħħar jimtela, tagħti attenzjoni speċjali lill-issettjar tal-egżost. Il-fond tal-kanal tal-egżost għandu jiġi distint skont it-tip ta 'TPU. Xi drabi l-fond tal-kanal tal-egżost huwa biss 0.01mm, u drapp se jiġi ġġenerat fil-kanal tal-egżost, li għandu relazzjoni importanti mal-proprjetajiet tal-materjal speċjali tat-TPU.
4. Disinn tas-sistema tat-tkessiħ:
L-effett tat-tkessiħ tal-moffa huwa aħjar. Għal materjali termoplastiku oħra, sakemm is-saff iffriżat fuq il-wiċċ tal-prodott ikollu saħħa suffiċjenti waqt l-iffurmar tal-injezzjoni, il-prodott jista 'jiġi ejected u demolded f'temperatura ogħla. Għal TPU, meta t-temperatura tkun għolja, ir-rabtiet tal-idroġenu bejn il-molekuli ma jiġux restawrati, u s-saħħa tat-tensjoni tal-prodott hija baxxa. L-ejection bil-forza u d-demolding se jwasslu biss għal deformazzjoni tal-prodott. Iċ-ċavetta tiġi rkuprata kompletament, u t-TPU jista 'jiġi demolded biss meta t-TPU ikollu saħħa suffiċjenti, li teħtieġ li l-effett tat-tkessiħ tal-moffa jkun aħjar.
5. Determinazzjoni tar-rata ta 'jinxtorob:
Ir-rata ta 'jinxtorob ta' TPU tvarja ħafna mal-marka TPU użata, il-ħxuna u l-istruttura tal-prodott, u t-temperatura u l-pressjoni waqt l-iffurmar tal-injezzjoni, u l-firxa tagħha hija bejn {{0}}.1 fil-mija u 2.0 fil-mija . Meta tiddisinja l-moffa, mhux biss għandha tirreferi għad-dejta tar-rata ta 'jinxtorob tal-materja prima, iżda wkoll skont l-istruttura u l-ħxuna tal-prodott biex tistma t-temperatura u l-pressjoni tal-injezzjoni li għandha tintuża fl-iffurmar tal-injezzjoni u tagħmel korrezzjonijiet xierqa. Għal prodotti b'pożizzjonijiet adeżivi lokali eħxen, il-pressjoni meħtieġa għall-iffurmar tal-injezzjoni hija akbar, u r-rata ta 'jinxtorob tal-prodott iffurmat hija iżgħar, għalhekk huwa meħtieġ li titnaqqas ir-rata tat-tnaqqis tat-TPU. Għal prodotti b'pożizzjoni tal-kolla relattivament uniformi u prodott oħxon, il-valur tar-rata ta 'jinxtorob għandu jiżdied b'mod xieraq.
Ipproċessar ta 'injezzjoni
1. Tnixxif tal-materja prima Minħabba li l-intrużjoni tal-umdità tista 'tiddegrada TPU
Meta l-kontenut ta 'umdità ta' TPU jaqbeż 0.2 fil-mija, mhux biss id-dehra tal-prodott hija affettwata, iżda wkoll il-proprjetajiet mekkaniċi huma ovvjament iddeterjorati, u l-prodott iffurmat bl-injezzjoni għandu elastiċità fqira u qawwa baxxa. Għalhekk, għandu jitnixxef f'temperatura ta '80 grad sa 110 grad għal 2 sa 3 sigħat qabel l-iffurmar tal-injezzjoni.
2. Tindif tal-kanna
Il-kanna tal-magna tal-iffurmar tal-injezzjoni għandha titnaddaf, u t-taħlit ta 'ftit materja prima oħra jnaqqas is-saħħa mekkanika tal-prodott. Il-btieti mnaddfa bl-ABS, PMMA u PE għandhom jerġgħu jitnaddfu b'materjal taż-żennuna TPU qabel l-iffurmar tal-injezzjoni, u l-materjal residwu fil-kanna għandu jitneħħa b'materjal taż-żennuna TPU.
3. Kontroll tat-temperatura tal-ipproċessar
It-temperatura tal-ipproċessar tat-TPU għandha impatt kruċjali fuq id-daqs finali, id-dehra u d-deformazzjoni tal-prodott. It-temperatura tiddependi fuq il-grad ta 'TPU użat u l-kundizzjonijiet speċifiċi tad-disinn tal-moffa. It-tendenza ġenerali hija li sabiex tinkiseb rata żgħira ta 'jinxtorob, it-temperatura tal-ipproċessar jeħtieġ li tiżdied; biex tinkiseb rata kbira ta 'jinxtorob, it-temperatura tal-ipproċessar jeħtieġ li titbaxxa. Anke fil-firxa tat-temperatura normali tal-ipproċessar tat-TPU, jekk il-materja prima tibqa 'fil-kanna għal żmien twil wisq, se twassal għal degradazzjoni termali tat-TPU, u l-materjal residwu fil-kanna għandu jitbattal qabel l-iffurmar tal-injezzjoni. Il-kontroll tat-temperatura taż-żennuna huwa wkoll importanti ħafna. Taħt ċirkostanzi normali, għandu jkun madwar 5 gradi ogħla mit-temperatura tat-tarf ta 'quddiem tal-kanna.
4. Kontroll tal-veloċità u l-pressjoni tal-injezzjoni
Veloċità ta 'injezzjoni aktar baxxa u ħin ta' residenza itwal se jtejbu l-orjentazzjoni molekulari, u għalkemm jista 'jinkiseb daqs iżgħar tal-prodott, id-deformazzjoni tal-prodott se tkun akbar, u d-differenza bejn it-tnaqqis trasversali u lonġitudinali se tkun kbira. Pressjoni kbira ta 'żamma se tikkawża wkoll li l-kollojde jkun ikkompressat iżżejjed fil-moffa, u d-daqs tal-prodott wara d-demolding huwa akbar mid-daqs tal-kavità tal-moffa.
5. Kontroll tal-veloċità tat-tidwib u l-pressjoni ta 'wara
Materjal TPU huwa aktar sensittiv għall-shearing. Meta s-sħana ta 'shearing ġġenerata minn veloċità għolja ta' tidwib u pressjoni ta 'wara tkun għolja wisq, se twassal għal degradazzjoni termali ta' TPU. Għalhekk, veloċità baxxa jew medja hija ġeneralment użata għat-tidwib ta 'TPU. Jekk iċ-ċiklu tal-iffurmar tal-injezzjoni huwa twil, għandha tintuża l-funzjoni tat-tidwib ittardjat, u l-ftuħ tal-moffa jibda wara li jitlesta t-tidwib, sabiex jipprevjeni li l-materja prima tibqa 'fil-kanna għal żmien twil wisq u degradanti.
