थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर क्या है?

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर क्या है?

पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर पॉलीयूरेथेन सिंथेटिक सामग्री की एक किस्म है (अन्य किस्मों में पॉलीयूरेथेन फोम, पॉलीयूरेथेन चिपकने वाला, पॉलीयूरेथेन कोटिंग और पॉलीयूरेथेन फाइबर शामिल हैं), और थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर तीन प्रकार के पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर में से एक है, लोग आमतौर पर इसे टीपीयू के रूप में संदर्भित करते हैं (अन्य दो प्रमुख प्रकार के पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर कास्ट पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर हैं, जिन्हें सीपीयू के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, और मिश्रित पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर, जिन्हें एमपीयू के रूप में संक्षिप्त किया जाता है)।

टीपीयू एक प्रकार का पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर है जिसे गर्म करके प्लास्टिकीकृत किया जा सकता है और विलायक द्वारा घोला जा सकता है। सीपीयू और एमपीयू की तुलना में, टीपीयू की रासायनिक संरचना में रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग बहुत कम या बिल्कुल नहीं होती है। इसकी आणविक श्रृंखला मूलतः रैखिक होती है, लेकिन इसमें एक निश्चित मात्रा में भौतिक क्रॉस-लिंकिंग होती है। यह थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर है जिसकी संरचना अत्यंत विशिष्ट होती है।

टीपीयू की संरचना और वर्गीकरण

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर एक (AB) ब्लॉक रैखिक बहुलक है। A एक उच्च अणुभार वाले बहुलक पॉलीओल (एस्टर या पॉलीइथर, 1000~6000 अणुभार) को दर्शाता है, जिसे दीर्घ श्रृंखला कहते हैं; B एक डायोल को दर्शाता है जिसमें 2-12 सीधी श्रृंखला वाले कार्बन परमाणु होते हैं, जिसे लघु श्रृंखला कहते हैं।

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर की संरचना में, खंड A को सॉफ्ट खंड कहा जाता है, जिसमें लचीलापन और कोमलता की विशेषताएँ होती हैं, जिससे TPU में विस्तारशीलता होती है; खंड B और आइसोसाइनेट के बीच अभिक्रिया द्वारा उत्पन्न यूरेथेन श्रृंखला को हार्ड खंड कहा जाता है, जिसमें कठोर और कठोर दोनों गुण होते हैं। A और B खंडों के अनुपात को समायोजित करके, विभिन्न भौतिक और यांत्रिक गुणों वाले TPU उत्पाद बनाए जाते हैं।

नरम खंड संरचना के अनुसार, इसे पॉलिएस्टर प्रकार, पॉलीइथर प्रकार और ब्यूटाडाइन प्रकार में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें 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 एथिलीन ग्लाइकॉल श्रृंखला विस्तारकों या डायमाइन श्रृंखला विस्तारकों से प्राप्त होते हैं। सामान्य वर्गीकरण पॉलिएस्टर प्रकार और पॉलीइथर प्रकार में विभाजित है।

टीपीयू संश्लेषण के लिए कच्चे माल क्या हैं?

(1) पॉलिमर डायोल

500 से 4000 तक आणविक भार और द्विकार्यात्मक समूहों के साथ मैक्रोमॉलीक्यूलर डायोल, टीपीयू इलास्टोमर में 50% से 80% की सामग्री के साथ, टीपीयू के भौतिक और रासायनिक गुणों में निर्णायक भूमिका निभाता है।

टीपीयू इलास्टोमर के लिए उपयुक्त बहुलक डायोल को पॉलिएस्टर और पॉलीइथर में विभाजित किया जा सकता है: पॉलिएस्टर में पॉलीटेट्रामेथिलीन एडिपिक एसिड ग्लाइकॉल (पीबीए) ε पीसीएल, पीएचसी शामिल हैं; पॉलीइथर्स में पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन ईथर ग्लाइकॉल (पीपीजी), टेट्राहाइड्रोफुरन पॉलीइथर ग्लाइकॉल (पीटीएमजी), आदि शामिल हैं।

(2) डाइआइसोसाइनेट

इसका आणविक भार छोटा है, लेकिन कार्य उत्कृष्ट है, जो न केवल कोमल खंड और कठोर खंड को जोड़ने की भूमिका निभाता है, बल्कि टीपीयू को विभिन्न अच्छे भौतिक और यांत्रिक गुण भी प्रदान करता है। टीपीयू में प्रयुक्त होने वाले डायआइसोसाइनेट हैं: मिथाइलीन डाइफेनिल डायआइसोसाइनेट (एमडीआई), मिथाइलीन बिस (-4-साइक्लोहेक्सिल आइसोसाइनेट) (एचएमडीआई), पी-फेनिलडाइआइसोसाइनेट (पीपीडीआई), 1,5-नेफ़थलीन डायआइसोसाइनेट (एनडीआई), पी-फेनिलडाइमिथाइल डायआइसोसाइनेट (पीएक्सडीआई), आदि।

(3) चेन एक्सटेंडर

100~350 अणुभार वाला यह श्रृंखला विस्तारक, जो लघु अणुभार डायोल, लघु अणुभार, खुली श्रृंखला संरचना और बिना किसी प्रतिस्थापी समूह से संबंधित है, उच्च कठोरता और उच्च अदिश भार प्राप्त करने के लिए अनुकूल है। टीपीयू के लिए उपयुक्त श्रृंखला विस्तारकों में 1,4-ब्यूटेनडायोल (बीडीओ), 1,4-बिस (2-हाइड्रॉक्सीएथोक्सी) बेंजीन (एचक्यूईई), 1,4-साइक्लोहेक्सेनडिमेथेनॉल (सीएचडीएम), पी-फेनिलडाइमिथाइलग्लाइकॉल (पीएक्सजी), आदि शामिल हैं।

एक सख्त एजेंट के रूप में टीपीयू का संशोधन अनुप्रयोग

उत्पाद लागत को कम करने और अतिरिक्त प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, पॉलीयूरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स का उपयोग विभिन्न थर्मोप्लास्टिक और संशोधित रबर सामग्रियों को मजबूत करने के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सख्त एजेंटों के रूप में किया जा सकता है।

इसकी उच्च ध्रुवीयता के कारण, पॉलीयुरेथेन ध्रुवीय रेजिन या रबर, जैसे क्लोरीनयुक्त पॉलीइथाइलीन (सीपीई) के साथ संगत हो सकता है, जिसका उपयोग चिकित्सा उत्पाद बनाने के लिए किया जा सकता है; एबीएस के साथ सम्मिश्रण उपयोग के लिए इंजीनियरिंग थर्मोप्लास्टिक्स की जगह ले सकता है; जब पॉलीकार्बोनेट (पीसी) के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो इसमें तेल प्रतिरोध, ईंधन प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध जैसे गुण होते हैं, और इसका उपयोग कार बॉडी बनाने के लिए किया जा सकता है; जब पॉलिएस्टर के साथ मिलाया जाता है, तो इसकी कठोरता में सुधार किया जा सकता है; इसके अलावा, यह पीवीसी, पॉलीऑक्सीमेथिलीन या पीवीडीसी के साथ अच्छी तरह से संगत हो सकता है; पॉलिएस्टर पॉलीयुरेथेन 15% नाइट्राइल रबर या 40% नाइट्राइल रबर/पीवीसी मिश्रण के साथ अच्छी तरह से संगत हो सकता है उपर्युक्त मिश्रित आसंजकों का अधिकांश भाग पहले ही आधिकारिक तौर पर उत्पादित किया जा चुका है।

हाल के वर्षों में, चीन में टीपीयू द्वारा पीओएम को मज़बूत बनाने पर शोध बढ़ रहा है। टीपीयू और पीओएम के सम्मिश्रण से न केवल टीपीयू के उच्च-तापमान प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में सुधार होता है, बल्कि पीओएम को भी काफ़ी मज़बूत बनाया जा सकता है। कुछ शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि पीओएम मैट्रिक्स की तुलना में, तन्य विखंडन परीक्षणों में, टीपीयू युक्त पीओएम मिश्रधातु भंगुर विखंडन से तन्य विखंडन में परिवर्तित हो गई है। टीपीयू के सम्मिश्रण से पीओएम को आकार स्मृति प्रदर्शन भी प्राप्त होता है। पीओएम का क्रिस्टलीय क्षेत्र आकार स्मृति मिश्रधातु के स्थिर प्रावस्था के रूप में कार्य करता है, जबकि अनाकार टीपीयू और पीओएम का अनाकार क्षेत्र उत्क्रमणीय प्रावस्था के रूप में कार्य करता है। जब पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रिया तापमान 165 ℃ और पुनर्प्राप्ति समय 120 सेकंड होता है, तो मिश्रधातु की पुनर्प्राप्ति दर 95% से अधिक हो जाती है, और पुनर्प्राप्ति प्रभाव सर्वोत्तम होता है।

टीपीयू को पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, एथिलीन प्रोपलीन रबर, ब्यूटाडाइन रबर, आइसोप्रीन रबर या अपशिष्ट रबर पाउडर जैसे गैर-ध्रुवीय बहुलक पदार्थों के साथ संगत होना मुश्किल है, और इसका उपयोग अच्छे प्रदर्शन वाले कंपोजिट का उत्पादन करने के लिए नहीं किया जा सकता है। इसलिए, प्लाज्मा, कोरोना, गीले रसायन, प्राइमर, लौ या प्रतिक्रियाशील गैस जैसे सतह उपचार विधियों का उपयोग अक्सर उत्तरार्द्ध के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, अमेरिकन एयर प्रोडक्ट्स एंड केमिकल्स कंपनी ने 3-5 मिलियन आणविक भार वाले अल्ट्रा-हाई मॉलिक्यूलर वेट पॉलीइथाइलीन फाइन पाउडर पर F2/O2 सक्रिय गैस सतह उपचार किया है, और इसे 10% के अनुपात में पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर में मिलाया है, जो इसके फ्लेक्सुरल मापांक, तन्य शक्ति और पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है।

टीपीयू के अनुप्रयोग क्षेत्र क्या हैं?

1958 में, गुडरिक केमिकल कंपनी (जिसका नाम अब लुब्रीज़ोल है) ने पहली बार टीपीयू ब्रांड एस्टेन पंजीकृत कराया। पिछले 40 वर्षों में, दुनिया भर में 20 से ज़्यादा ब्रांड नाम मौजूद हैं, और हर ब्रांड के उत्पादों की कई श्रृंखलाएँ हैं। वर्तमान में, दुनिया भर में टीपीयू कच्चे माल के प्रमुख निर्माता हैं: बीएएसएफ, कोवेस्ट्रो, लुब्रीज़ोल, हंट्समैन कॉर्पोरेशन, मैकिन्से, गोल्डिंग, आदि।

एक उत्कृष्ट इलास्टोमर के रूप में, टीपीयू के कई डाउनस्ट्रीम उत्पाद उपलब्ध हैं, जिनका व्यापक रूप से दैनिक आवश्यकताओं, खेल के सामान, खिलौनों, सजावटी सामग्रियों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। नीचे कुछ उदाहरण दिए गए हैं।

① जूते की सामग्री

टीपीयू का उपयोग मुख्य रूप से अपनी उत्कृष्ट लोच और घिसाव प्रतिरोधक क्षमता के कारण जूता सामग्री के लिए किया जाता है। टीपीयू युक्त फुटवियर उत्पाद नियमित फुटवियर उत्पादों की तुलना में पहनने में अधिक आरामदायक होते हैं, इसलिए इनका उपयोग उच्च-स्तरीय फुटवियर उत्पादों, विशेष रूप से कुछ स्पोर्ट्स शूज़ और कैज़ुअल शूज़ में व्यापक रूप से किया जाता है।

2 नली

इसकी कोमलता, अच्छी तन्य शक्ति, प्रभाव शक्ति और उच्च और निम्न तापमान के प्रतिरोध के कारण, टीपीयू होसेस का उपयोग चीन में विमान, टैंक, ऑटोमोबाइल, मोटरसाइकिल और मशीन टूल्स जैसे यांत्रिक उपकरणों के लिए गैस और तेल होसेस के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

③ केबल

टीपीयू में फाड़-प्रतिरोध, घिसाव-प्रतिरोध और झुकने के प्रतिरोध के गुण होते हैं, और उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध केबल के प्रदर्शन की कुंजी है। इसलिए चीनी बाजार में, नियंत्रण केबल और बिजली केबल जैसे उन्नत केबल जटिल केबल डिज़ाइनों की कोटिंग सामग्री की सुरक्षा के लिए टीपीयू का उपयोग करते हैं, और उनके अनुप्रयोग तेजी से व्यापक होते जा रहे हैं।

④ चिकित्सा उपकरण

टीपीयू एक सुरक्षित, स्थिर और उच्च गुणवत्ता वाली पीवीसी प्रतिस्थापन सामग्री है, जिसमें थैलेट और अन्य हानिकारक रासायनिक पदार्थ नहीं होते हैं, और ये मेडिकल कैथेटर या मेडिकल बैग में रक्त या अन्य तरल पदार्थों में जाकर दुष्प्रभाव पैदा कर सकते हैं। इसके अलावा, विशेष रूप से विकसित एक्सट्रूज़न ग्रेड और इंजेक्शन ग्रेड टीपीयू को मौजूदा पीवीसी उपकरणों में थोड़ी सी डिबगिंग के साथ आसानी से इस्तेमाल किया जा सकता है।

⑤ वाहन और परिवहन के अन्य साधन

नायलॉन कपड़े के दोनों ओर पॉलीयूरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर की कोटिंग करके, 3-15 लोगों को ले जाने वाले इन्फ्लेटेबल लड़ाकू आक्रमण राफ्ट और टोही राफ्ट बनाए जा सकते हैं, जिनका प्रदर्शन वल्केनाइज्ड रबर इन्फ्लेटेबल राफ्ट की तुलना में बेहतर होता है; ग्लास फाइबर से प्रबलित पॉलीयूरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर का उपयोग कार के दोनों ओर ढले हुए हिस्सों, दरवाजे की खाल, बंपर, घर्षण रोधी पट्टियों और ग्रिल जैसे बॉडी घटकों को बनाने के लिए किया जा सकता है।