русский 
英语
西班牙语
Новости
Дом / Новости / Новости отрасли / Что такое термопластичный полиуретан? Руководство по полиэстеру и ТПУ
Контент
- 1 Что такое термопластичный полиуретан? Прямой ответ
- 2 Как изготавливается термопластичный полиуретан
- 3 Три основных типа ТПУ
- 4 Полиэфирный ТПУ и полиэфирный ТПУ: параллельное сравнение
- 5 Ключевые физико-механические свойства ТПУ
- 6 Полиэстер ТПУ в производстве водонепроницаемых тканей
- 7 ТПУ против ПВХ против резины: почему производители переходят на новые модели
- 8 Отрасли, в которых используется термопластичный полиуретан
- 9 Как правильно выбрать ткань или сорт ТПУ
- 10 Уход и обращение с изделиями из ткани ТПУ
- 11 Часто задаваемые вопросы
- 11.1 Является ли термопластичный полиуретан водонепроницаемым?
- 11.2 В чем разница между ТПУ и ПУ?
- 11.3 Почему полиэстер ТПУ предпочтительнее в качестве водонепроницаемой ткани?
- 11.4 Безопасна ли ткань ТПУ для контакта с пищевыми продуктами или кожей?
- 11.5 Трескается ли ткань ТПУ со временем, как ПВХ?
- 11.6 Можно ли переработать ткань ТПУ?
- 12 Резюме
Что такое термопластичный полиуретан? Прямой ответ
Термопластичный полиуретан (ТПУ) — это эластомерный пластик, сочетающий в себе гибкость и эластичность резины с прочностью и технологичностью пластика. В отличие от термореактивной резины, ТПУ можно плавить, изменять форму и перерабатывать несколько раз, поскольку его полимерные цепи удерживаются вместе физическими, а не постоянными химическими связями. В необработанном виде ТПУ представляет собой небольшие гранулы или гранулы, которые экструдируются, отливаются под давлением или ламинируются в пленки, покрытия, ткани и готовые детали.
Химически ТПУ получают путем реакции диизоцианата с одним или несколькими диолами вместе с удлинителем цепи. В зависимости от типа используемого диола ТПУ делится на три основных семейства: полиэстер ТПУ, полиэфир ТПУ и поликапролактон ТПУ . Каждое семейство имеет определенный баланс стойкости к истиранию, стойкости к гидролизу, маслостойкости и низкотемпературной гибкости, поэтому выбор материала всегда начинается с подбора типа ТПУ для конечного применения, а не с рассмотрения «ТПУ» как единого универсального материала.
Для применений, связанных с водонепроницаемым текстилем, палатками, снаряжением для активного отдыха, медицинскими мембранами или тканями с промышленным покрытием, Полиэстер Термопластичный Полиуретан обычно является предпочтительным сортом из-за его превосходной маслостойкости, стойкости к истиранию и механической прочности по сравнению с альтернативами на основе полиэфира.
Как изготавливается термопластичный полиуретан
ТПУ принадлежит к более широкому семейству полиуретанов, но от пенопласта или полиуретана для покрытий его отличает термопластичность. Производственный процесс обычно состоит из трех этапов:
- Диизоцианат (обычно MDI, метилендифенилдиизоцианат) реагирует с длинноцепочечным полиолом с образованием мягких сегментов, которые придают материалу эластичность.
- Диол с короткой цепью действует как удлинитель цепи, реагируя с большим количеством диизоцианата с образованием твердых сегментов, которые придают материалу прочность и термостойкость.
- Мягкие и твердые сегменты образуют структуру с разделением микрофаз: твердые сегменты действуют как физические сшивки и армирующие домены, а мягкие сегменты обеспечивают растяжение и гибкость.
Такая архитектура сегментов «мягкий-твердый» позволяет подвергать ТПУ термической обработке без потери его основных механических свойств, что является ключевым преимуществом по сравнению с вулканизированной резиной или ПВХ, пластифицированным добавками, которые со временем мигрируют и разлагаются.
Три основных типа ТПУ
Выбор правильного семейства ТПУ напрямую влияет на срок службы продукта, особенно для наружных, морских или промышленных тканей, где влажность, масло и истирание являются постоянными нагрузками.
Полиэстер ТПУ
Этот тип, изготовленный из полиэфирных полиолов, предлагает высочайшая прочность на разрыв, сопротивление разрыву и устойчивость к маслу/жиру среди трех семей. Он исключительно хорошо сцепляется с текстилем, что делает его стандартным выбором для ламинирования водонепроницаемых тканей, конвейерных лент, защитной одежды и промышленных шлангов. Его основным ограничением является более низкая устойчивость к длительному гидролизу в жарких и влажных условиях по сравнению с полиэфирным ТПУ, хотя современные составы значительно сократили этот разрыв.
Полиэфир ТПУ
Этот тип, изготовленный из полиэфирполиолов, предлагает выдающаяся стойкость к гидролизу, гибкость при низких температурах и устойчивость к микробам . Он хорошо работает во влажных или холодных средах, например, в морском снаряжении, мембранах для лыж и в холодильных камерах, но обычно имеет более низкую стойкость к истиранию и маслостойкость, чем полиэфирный ТПУ.
Поликапролактон ТПУ
Менее распространенный средний тип, который сочетает в себе некоторую стойкость к гидролизу полиэфирного ТПУ с некоторыми прочностными характеристиками полиэфирного ТПУ. Он используется в нишевых приложениях, таких как некоторые медицинские устройства и специальные пленки, но он менее широко доступен, чем два основных типа.
Полиэфирный ТПУ и полиэфирный ТПУ: параллельное сравнение
В таблице ниже приведены практические различия, которые имеют наибольшее значение при выборе ТПУ для производства тканей с покрытием или ламинированных тканей.
| Недвижимость | Полиэстер ТПУ | Полиэфир ТПУ |
|---|---|---|
| Предел прочности | Высшее | Умеренный |
| Устойчивость к истиранию | Отлично | Хорошо |
| Масло- и жиростойкость | Отлично | Ярмарка |
| Устойчивость к гидролизу | Ярмарка to good | Отлично |
| Низкотемпературная гибкость | Хорошо | Отлично |
| Микробиологическая устойчивость | Нижний | Высшее |
| Производительность склеивания ткани | Отлично | Хорошо |
Для большинства водонепроницаемых тканей, сумок, палаток и промышленного текстиля: полиэстер ТПУ — более распространенный коммерческий выбор. потому что преимущества прочности и сцепления перевешивают компромисс между гидролизом, особенно когда ткань не подвергается воздействию постоянной высокой влажности и высоких температур.
Ключевые физико-механические свойства ТПУ
ТПУ ценится во всех отраслях, поскольку он находится в зоне производительности, которую ни резина, ни стандартный пластик не могут занимать по отдельности. Следующие характеристики объясняют почему:
- Высокая эластичность: ТПУ обычно может растягиваться в несколько раз по сравнению с исходной длиной и возвращаться к исходной форме, при этом удлинение при разрыве обычно составляет от 300% до 600% в зависимости от твердости.
- Настраиваемая твердость: ТПУ доступен в широком диапазоне твердости по Шору, обычно от примерно 60А по Шору (мягкий, похожий на резину) до 75D по Шору (жесткий, почти конструкционный пластик), что позволяет использовать один химический состав для удовлетворения совершенно разных потребностей продукта.
- Устойчивость к истиранию: ТПУ неизменно превосходит ПВХ и большинство каучуков в испытаниях на истирание, поэтому он широко используется на быстроизнашивающихся поверхностях, таких как подошвы обуви, чехлы для шлангов и конвейерные ленты.
- Водонепроницаемые и дышащие варианты: Пленки ТПУ могут быть спроектированы как полностью водонепроницаемые барьеры или как микропористые/гидрофильные мембраны, которые пропускают водяной пар, блокируя при этом жидкую воду, которая является основой водонепроницаемых дышащих тканевых ламинатов.
- Низкотемпературная производительность: В зависимости от состава ТПУ может оставаться гибким при температурах значительно ниже нуля, что важно для наружного применения и холодовой цепи.
- Пригодность к вторичной переработке: Поскольку ТПУ является термопластичным, а не термореактивным, отходы можно повторно измельчать и перерабатывать, сокращая производственные отходы по сравнению с резиновыми смесями, которые невозможно переплавить.
Полиэстер ТПУ в производстве водонепроницаемых тканей
Одним из крупнейших коммерческих применений полиэфирного термопластичного полиуретана является использование в качестве ламинирующего или покрывающего слоя, прикрепляемого к тканым или трикотажным основным тканям, таким как смеси полиэстера, нейлона или хлопка. Полученный композитный материал сочетает в себе прочность текстиля на разрыв с водонепроницаемыми, эластичными и устойчивыми к истиранию свойствами пленки ТПУ.
Эта конструкция используется в широком спектре готовой продукции, в том числе:
- Дождевик, куртки и непромокаемая верхняя одежда
- Палатки, брезенты и чехлы для уличного оборудования
- Надувные изделия, такие как лодки, надувные матрасы и игрушки для бассейна.
- Товары медицинского и гигиенического назначения, в том числе водонепроницаемые наматрасники.
- Промышленные защитные чехлы и сумки, требующие масло- и химической стойкости.
Такие производители, как Safelong, выпускают специализированные Полиэстер Термопластичный Полиуретан водонепроницаемые тканевые линии, специально разработанные для этих случаев использования; их линейка водонепроницаемых тканей из полиэстера и ТПУ демонстрирует, как материал предлагается различной толщины, уровня твердости и отделки (матовой, глянцевой, печатной), чтобы соответствовать конкретным требованиям конечного использования.
При выборе ткани из полиэстера и ТПУ покупатели обычно оценивают ее по трем критериям: номинальное гидростатическое давление (водонепроницаемость), прочность на отслаивание/связывание между пленкой ТПУ и основной тканью, а также циклы истирания до разрушения. . Хорошо склеенный ламинат из полиэстера и ТПУ не должен расслаиваться при нормальных условиях складывания, растяжения или стирки.
ТПУ против ПВХ против резины: почему производители переходят на новые модели
На протяжении десятилетий ткань с ПВХ-покрытием была выбором по умолчанию для водонепроницаемого текстиля из-за ее низкой стоимости. Тем не менее, ТПУ постепенно заменяет ПВХ во многих продуктах среднего и премиум-класса по нескольким практическим причинам:
| Фактор | ТПУ Ткань | Ткань ПВХ | Ткань с резиновым покрытием |
|---|---|---|---|
| Гибкость в холодную погоду | Хорошо to excellent | Плохой (становится жестким/ломким) | Умеренный |
| Устойчивость к истиранию | Отлично | Умеренный | Хорошо |
| Длительная долговечность | Высокая (без пластификаторов) | Разлагается по мере миграции пластификаторов. | Умеренный; can crack over time |
| Возможность вторичной переработки | Да (термопластик) | Ограниченный | Сложный (термореактивный) |
| Относительная стоимость материала | Высшее | Нижний | Умеренный to higher |
Поскольку ТПУ не зависит от пластификаторов, чтобы оставаться гибким, он позволяет избежать жесткости и растрескивания, которым подвергается ткань ПВХ, поскольку пластификаторы вымываются с годами использования. Это делает ткань ТПУ более надежной долгосрочной инвестицией в продукты, которые, как ожидается, выдержат многократное складывание, воздействие на открытом воздухе или хранение в холодильнике.
Отрасли, в которых используется термопластичный полиуретан
Обувь
ТПУ широко используется для изготовления подошв обуви, накладок межподошвы и пяток, поскольку он гораздо лучше противостоит истиранию, чем стандартные резиновые смеси, оставаясь при этом легким.
Автомобильная промышленность
Внутренняя отделка, оболочка кабелей, уплотнения и покрытия подушек безопасности часто используют ТПУ из-за сочетания гибкости, устойчивости к истиранию и устойчивости к автомобильным жидкостям.
Медицинский
Пленки ТПУ используются в перевязочных материалах для ран, компонентах катетеров и водонепроницаемых медицинских чехлах, поскольку их можно производить без обычных пластификаторов и стерилизовать без значительной потери свойств.
Потребительские товары и уличное оборудование
В чехлах для телефонов, защитных сумках, надувном снаряжении для водных видов спорта и водонепроницаемой одежде используется пленка ТПУ или ткань с покрытием ТПУ, обеспечивающая ее прозрачность, гибкость и долговечность.
Промышленное и текстильное производство
В конвейерных лентах, чехлах для гидравлических шлангов, печатных полотнах и технических тканях с покрытием используется ТПУ, причем полиэфирный ТПУ особенно предпочтителен там, где ожидается воздействие масла или сильный механический износ.
Как правильно выбрать ткань или сорт ТПУ
Выбор подходящего материала ТПУ сводится к тому, чтобы условия эксплуатации продукта соответствовали известным сильным сторонам материала. Используйте следующий контрольный список в качестве практической отправной точки:
- Воздействие масла, смазки или топлива: выберите полиэстер ТПУ.
- Постоянная высокая влажность или длительное пребывание в воде: рассмотрите полиэфирный ТПУ или состав полиэфирного ТПУ, стабилизированного гидролизом.
- Холодный климат или использование морозильной камеры: отдайте предпочтение показателям гибкости при низких температурах и рассмотрите полиэфирный ТПУ.
- Поверхности с повышенным износом (подошвы, ремни, сумки): выберите полиэстер ТПУ для превосходной стойкости к истиранию.
- Необходимость прочного склеивания ткани: полиэфирный ТПУ ламинирует более надежно по отношению к тканому текстилю.
- Требования к мягкости: запросите конкретный диапазон твердости по Шору (например, от 70 А до 85 А для мягких и гибких тканей), а не полагайтесь на общие описания, такие как «мягкий» или «твердый».
При запросе образцов или спецификаций у поставщика запросите номинал гидростатического напора (в мм), вес ткани (в граммах на квадратный метр), толщину пленки ТПУ и плотность основной ткани, поскольку эти четыре цифры вместе определяют реальные водонепроницаемые характеристики и долговечность.
Уход и обращение с изделиями из ткани ТПУ
Ткань с ТПУ-покрытием долговечна, но правильное обращение значительно продлевает срок ее службы:
- Избегайте длительного воздействия прямых высоких температур, которые могут смягчить поверхность ТПУ и вызвать липкость.
- Для очистки используйте мягкое мыло и воду, а не сильные растворители, которые со временем могут повредить пленку ТПУ.
- Храните в сложенном виде, а не плотно свернутом под сильным давлением в течение длительного времени, чтобы избежать образования складок.
- Избегайте длительного контакта с сильными окислителями или агрессивными промышленными химикатами, если только конкретная марка ТПУ не рассчитана на такое воздействие.
Часто задаваемые вопросы
Является ли термопластичный полиуретан водонепроницаемым?
Да. Твердая пленка ТПУ по своей природе водонепроницаема, и при ламинировании на ткань-основу она образует непрерывный барьерный слой, который предотвращает проникновение жидкой воды, в то время как некоторые гидрофильные составы ТПУ по-прежнему позволяют водяному пару выходить, обеспечивая воздухопроницаемость.
В чем разница между ТПУ и ПУ?
«ПУ» — это широкий термин, охватывающий все полиуретановые материалы, включая пенопласты, покрытия, клеи и эластомеры, многие из которых являются термореактивными и не подлежат переплавке. ТПУ — это термопластичный подкласс полиуретана, что означает, что его можно плавить и перерабатывать, что облегчает экструзию, ламинирование и переработку.
Почему полиэстер ТПУ предпочтительнее в качестве водонепроницаемой ткани?
Полиэстер ТПУ offers stronger bonding to woven textiles, higher abrasion resistance, and better oil and grease resistance than polyether TPU, all of which are important for fabric products that face regular mechanical stress and handling.
Безопасна ли ткань ТПУ для контакта с пищевыми продуктами или кожей?
ТПУ может быть изготовлен без обычных пластификаторов, содержащихся в ПВХ, и широко доступны сорта, контактирующие с пищевыми продуктами или кожей; однако пригодность всегда зависит от конкретного состава, поэтому покупатели должны подтвердить предполагаемое использование у производителя, прежде чем дорабатывать продукт.
Трескается ли ткань ТПУ со временем, как ПВХ?
ТПУ гораздо менее склонен к растрескиванию, чем ПВХ, поскольку его гибкость не зависит от пластификаторов. ПВХ становится хрупким, поскольку пластификаторы мигрируют с годами использования, в то время как ТПУ сохраняет свою эластичность, поскольку гибкость заложена в саму структуру полимера.
Можно ли переработать ткань ТПУ?
Чистый ТПУ можно измельчать и перерабатывать, поскольку он термопластик. Переработка ламинированной ткани ТПУ более сложна, поскольку она включает отделение пленки ТПУ от основного текстиля, но чистый лом ТПУ и обрезки от производства пленки или листов обычно перерабатываются на производственных предприятиях.
Резюме
Термопластичный полиуретан — это гибкий, прочный и пригодный для вторичной переработки эластомер, который заполняет разрыв между резиной и жестким пластиком. Среди его вариантов полиэстер ТПУ отличается производством водонепроницаемых тканей благодаря прочному соединению, высокой стойкости к истиранию и маслостойкости, что делает его распространенным материалом для изготовления снаряжения для активного отдыха, защитных чехлов, надувных изделий и промышленных тканей с покрытием, которые должны надежно работать в течение многих лет использования.
Предыдущий
