टीपीयू सामग्रियों का संश्लेषण, प्रसंस्करण, प्रदर्शन और अनुप्रयोग

TPU (थर्माप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन)पॉलीयुरेथेन का एक प्रकार है जिसे गर्म करके प्लास्टिकीकृत किया जा सकता है और सॉल्वैंट्स द्वारा भंग किया जा सकता है। मिक्सिंग टाइप और कास्टिंग टाइप पॉलीयुरेथेन की तुलना में, थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन में रासायनिक संरचना में कोई या बहुत कम रासायनिक क्रॉसलिंकिंग नहीं होती है, और इसके अणु मूल रूप से रैखिक होते हैं, लेकिन एक निश्चित मात्रा में भौतिक विनिमय होता है।
तथाकथित भौतिक विनिमय की अवधारणा, जिसे पहली बार 1958 में स्कोलेनबर्गर सीएस द्वारा प्रस्तावित किया गया था, गर्मी या विलायक के संपर्क में आने पर रैखिक पॉलीयूरेथेन आणविक श्रृंखलाओं के बीच प्रतिवर्ती "कनेक्शन बिंदुओं" के अस्तित्व को संदर्भित करता है। यह वास्तव में एक रासायनिक क्रॉसलिंक नहीं है। लेकिन यह एक रासायनिक क्रॉसलिंक के रूप में कार्य करता है। इस भौतिक क्रॉस-लिंकिंग के परिणामस्वरूप, पॉलीयूरेथेन एक विषम रूपात्मक संरचना सिद्धांत बनाता है, और पॉलीयूरेथेन का हाइड्रोजन बॉन्डिंग इसकी आकृति विज्ञान को मजबूत करता है और इसे उच्च आर्द्रता के लिए प्रतिरोधी बनाता है।

टीपीयू का वर्गीकरण क्या है?

अब जब हम जानते हैं कि TPU क्या है, तो इसका वर्गीकरण क्या है? विभिन्न वर्गीकरण मानकों के अनुसार, TPU के कई अलग-अलग वर्गीकरण हो सकते हैं।

उदाहरण के लिए, नरम खंड की संरचना के अनुसार, इसे पॉलिएस्टर प्रकार, पॉलीथर प्रकार और ब्यूटाडीन प्रकार में विभाजित किया जा सकता है, जिसमें क्रमशः एस्टर समूह, ईथर समूह या ब्यूटेन समूह होते हैं। कठोर खंड संरचना के अनुसार, इसे यूरेथेन प्रकार और यूरेथेन यूरिया प्रकार में विभाजित किया जा सकता है, जो क्रमशः डायोल चेन एक्सटेंडर या डायमाइन चेन एक्सटेंडर से प्राप्त होते हैं। सामान्य विभाजन पॉलिएस्टर प्रकार और पॉलीथर प्रकार में विभाजित है।
क्रॉसलिंकिंग की उपस्थिति या अनुपस्थिति के अनुसार, इसे शुद्ध थर्मोप्लास्टिक और अर्ध-थर्मोप्लास्टिक में विभाजित किया जा सकता है। पूर्व क्रॉस-लिंकिंग बॉन्ड के बिना एक शुद्ध रैखिक संरचना है; उत्तरार्द्ध में एलोफैनेट और अन्य क्रॉस-लिंकिंग बॉन्ड की एक छोटी मात्रा होती है। तैयार उत्पादों के उपयोग के अनुसार, इसे विशेष आकार के भागों (विभिन्न यांत्रिक भागों), पाइप (म्यान, रॉड प्रोफाइल), फिल्मों (शीट, शीट), चिपकने वाले, कोटिंग्स और फाइबर में विभाजित किया जा सकता है।

टीपीयू का संश्लेषण कैसे किया जाता है?

यद्यपि टीपीयू के कई वर्गीकरण हैं, लेकिन वे सभी आणविक संरचना के संदर्भ में पॉलीयुरेथेन से संबंधित हैं। तो यह एक साथ कैसे आया? विभिन्न संश्लेषण प्रक्रियाओं के अनुसार, इसे मुख्य रूप से बल्क पोलीमराइजेशन और सॉल्यूशन पोलीमराइजेशन में विभाजित किया जाता है।

थोक पोलीमराइजेशन में, इसे पूर्व-पॉलीमराइजेशन विधि और एक-चरण विधि में विभाजित किया जा सकता है कि क्या पूर्व-प्रतिक्रिया है: प्री-पॉलीमराइजेशन विधि एक निश्चित अवधि के लिए मैक्रोमोलेक्युलर डायोल के साथ डायसोसाइनेट पर प्रतिक्रिया करना है, और फिर टीपीयू का उत्पादन करने के लिए श्रृंखला विस्तार जोड़ना है; आणविक डायोल, डायसोएस्टर और चेन एक्सटेंडर को एक साथ मिलाया जाता है और टीपीयू बनाने के लिए प्रतिक्रिया की जाती है।
समाधान बहुलकीकरण में सबसे पहले विलायक में डायइसोसायनेट को घोलना, फिर एक निश्चित अवधि के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए मैक्रोमोलेक्युलर डायोल जोड़ना और अंत में टीपीयू उत्पन्न करने के लिए चेन एक्सटेंडर जोड़ना शामिल है।
टीपीयू के सॉफ्ट सेगमेंट, आणविक भार, हार्ड सेगमेंट या सॉफ्ट सेगमेंट सामग्री और टीपीयू एकत्रीकरण स्थिति का प्रकार टीपीयू के घनत्व को प्रभावित करेगा। घनत्व 1.10 और 1.25 के बीच है, जो अन्य रबर और प्लास्टिक से काफी अलग नहीं है। समान कठोरता पर, पॉलीइथर टीपीयू का घनत्व पॉलिएस्टर टीपीयू की तुलना में कम है।

टीपीयू का प्रसंस्करण कैसे किया जाता है?

तैयार उत्पाद बनाने के लिए टीपीयू राल को संसाधित करने की आवश्यकता होती है, और टीपीयू को मुख्य रूप से पिघलने की विधि और समाधान विधि द्वारा संसाधित किया जाता है। इसकी आणविक संरचना एक कठोर ब्लॉक है जो डिफेनिलमेथेन डायसोसायनेट (एमडीआई) या टोल्यूनि डायसोसायनेट (टीडीआई) को एक चेन एक्सटेंडर और डायसोसायनेट जैसे डिफेनिलमेथेन डायसोसायनेट (एमडीआई) या टोल्यूनि डायसोसायनेट (टीडीआई) के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। अणु और मैक्रोमोलेक्युलर पॉलीओल्स बारी-बारी से लचीले खंडों को बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं।

पिघल प्रसंस्करण एक प्रक्रिया है जो आमतौर पर प्लास्टिक उद्योग में उपयोग की जाती है: जैसे कि मिश्रण, कैलेंडरिंग, एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग और मोल्डिंग (इंजेक्शन, संपीड़न, स्थानांतरण और सेंट्रीफ्यूजेशन आदि सहित)। समाधान प्रसंस्करण सॉल्वैंट्स में छर्रों का विघटन या सॉल्वैंट्स में प्रत्यक्ष पोलीमराइजेशन है। समाधान बनाने के बाद, कोटिंग, स्पिनिंग आदि का प्रदर्शन किया जाता है।
टीपीयू को अंतिम उत्पाद में बनाया जाता है, जिसे आम तौर पर वल्केनाइजेशन और क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे उत्पादन चक्र छोटा हो सकता है, और अपशिष्ट पदार्थों को पुनर्नवीनीकरण और पुन: उपयोग किया जा सकता है।

टीपीयू प्रदर्शन

कास्ट पॉलीयुरेथेन (तरल) और मिक्सिंग पॉलीयुरेथेन (ठोस) की तरह, टीपीयू में उच्च मापांक, उच्च शक्ति, उच्च बढ़ाव और उच्च लोच, उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध, तेल प्रतिरोध, कम तापमान प्रतिरोध और उम्र बढ़ने के प्रतिरोध हैं। उनमें से, उच्च तन्य शक्ति, उच्च बढ़ाव, और कम दीर्घकालिक संपीड़न सेट टीपीयू के सभी महत्वपूर्ण लाभ हैं।

1. उच्च तन्य शक्ति और उच्च बढ़ाव
टीपीयू में उत्कृष्ट तन्य शक्ति और बढ़ाव है। नीचे दिए गए आंकड़े में डेटा से, हम देख सकते हैं कि पॉलीइथर टीपीयू की तन्य शक्ति और बढ़ाव पॉलीविनाइल क्लोराइड प्लास्टिक और रबर की तुलना में बहुत बेहतर है।

इसके अलावा, टीपीयू प्रसंस्करण प्रक्रिया में कुछ योजकों को जोड़े बिना या जोड़े बिना खाद्य उद्योग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, जो कि पीवीसी और रबर जैसी अन्य सामग्रियों के लिए मुश्किल है।

2. लचीलापन तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील है
टीपीयू का लचीलापन विरूपण तनाव मुक्त होने के बाद अपने मूल आकार में तेजी से वापसी की डिग्री को संदर्भित करता है, जिसे रिकवरी ऊर्जा द्वारा व्यक्त किया जाता है, अर्थात विरूपण के लिए आवश्यक कार्य के लिए विरूपण वापसी कार्य का अनुपात। यह इलास्टोमर के गतिशील मापांक और आंतरिक घर्षण का एक कार्य है और तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील है।

तापमान में कमी के साथ स्प्रिंगबैक कम हो जाता है, एक निश्चित तापमान तक, लोच फिर से तेजी से बढ़ जाती है। यह तापमान नरम खंड का क्रिस्टलीकरण तापमान है, जो मैक्रोमोलेकुलर डायोल की संरचना पर निर्भर करता है, और पॉलीइथर टीपीयू पॉलिएस्टर टीपीयू से कम है। क्रिस्टलीकरण तापमान से नीचे के तापमान पर, इलास्टोमर बहुत कठोर हो जाता है और अपनी लोच खो देता है, इसलिए, रिबाउंड एक कठोर धातु की सतह से रिबाउंडिंग के समान है।

3. कठोरता रेंज शोर A60 ~ D80 है
कठोरता किसी पदार्थ की विरूपण, खरोंच और खरोंच का प्रतिरोध करने की क्षमता का सूचक है।
टीपीयू की कठोरता को नरम और कठोर श्रृंखला खंडों के अनुपात को समायोजित करके समायोजित किया जा सकता है। इसलिए, टीपीयू में अपेक्षाकृत व्यापक कठोरता रेंज है। इसकी कठोरता शोर ए 60 से डी 80 तक होती है, जो रबर और प्लास्टिक की कठोरता को फैलाती है, और पूरी कठोरता रेंज में कठोरता की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। उच्च लोच।
कठोरता में परिवर्तन के साथ, TPU के कुछ गुण बदल जाएंगे। उदाहरण के लिए, यदि TPU की कठोरता बढ़ाई जाती है, तो प्रदर्शन में परिवर्तन होंगे जैसे कि तन्य मापांक और आंसू शक्ति में वृद्धि, कठोरता और संपीड़न तनाव (भार क्षमता) में वृद्धि, बढ़ाव में कमी, घनत्व और गतिशील गर्मी उत्पादन में वृद्धि, और पर्यावरण प्रतिरोध में वृद्धि।

टीपीयू का अनुप्रयोग क्षेत्र

टीपीयू का पहली बार 1958 में अमेरिकी गुडरिच केमिकल कंपनी (अब लुब्रीज़ोल) द्वारा सफलतापूर्वक व्यावसायीकरण किया गया था, और तब से दुनिया भर में इसका शोध और विस्तार किया गया है। वर्तमान में, टीपीयू कच्चे माल के निर्माताओं में मुख्य रूप से बीएएसएफ, कोवेस्ट्रो, लुब्रीज़ोल, हंट्समैन, वानहुआ केमिकल, शंघाई हेंगान, रुइहुआ, असाहिकावा केमिकल आदि शामिल हैं।
उत्कृष्ट प्रदर्शन वाले इलास्टोमर के रूप में, टीपीयू में डाउनस्ट्रीम उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला है और इसका व्यापक रूप से दैनिक आवश्यकताओं, खेल के सामान, खिलौने, सजावटी सामग्री और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यहाँ कुछ उदाहरण दिए गए हैं।
1. जूते का सामान
टीपीयू का उपयोग मुख्य रूप से इसकी उत्कृष्ट लोच और पहनने के प्रतिरोध के कारण जूता सामग्री में किया जाता है। टीपीयू युक्त फुटवियर उत्पाद साधारण फुटवियर उत्पादों की तुलना में पहनने में आराम से बहुत बेहतर होते हैं, इसलिए उनका उपयोग उच्च अंत वाले फुटवियर उत्पादों, विशेष रूप से कुछ स्पोर्ट्स शूज़ और कैज़ुअल शूज़ में व्यापक रूप से किया जाता है।


2. नली
क्योंकि टीपीयू नली में कोमलता, अच्छा तन्य शक्ति, प्रभाव शक्ति और उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध है, टीपीयू नली का व्यापक रूप से चीन में विमान, टैंक, ऑटोमोबाइल, मोटरसाइकिल, मशीन टूल्स और अन्य यांत्रिक उपकरण नली के गैस और तेल परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है।



3. केबल
टीपीयू आंसू प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और झुकने की विशेषताएं प्रदान करता है, और उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध केबल प्रदर्शन की कुंजी है। इसलिए, चीनी बाजार में, उच्च अंत केबलों के लिए टीपीयू, जैसे कि नियंत्रण केबल और बिजली केबल, जटिल डिजाइन वाले केबलों की कोटिंग सामग्री की रक्षा के लिए उपयोग किया जाता है, और इसका उपयोग अधिक से अधिक व्यापक होता जा रहा है।



4। चिकित्सा उपकरण
टीपीयू पीवीसी का एक सुरक्षित, स्थिर और उच्च गुणवत्ता वाला विकल्प है। इसमें फथलेट जैसे हानिकारक रासायनिक पदार्थ नहीं होंगे, और यह मेडिकल कैथेटर या मेडिकल बैग में रक्त या अन्य तरल पदार्थों में जाकर साइड इफेक्ट पैदा करेगा। एक्सट्रूज़न ग्रेड और इंजेक्शन ग्रेड टीपीयू को मौजूदा पीवीसी उपकरणों में थोड़े समायोजन के साथ आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है।