थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर क्या है?

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर क्या है?

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

टीपीयू एक प्रकार का पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर है जिसे गर्म करके प्लास्टिक बनाया जा सकता है और विलायक द्वारा भंग किया जा सकता है। सीपीयू और एमपीयू की तुलना में, टीपीयू की रासायनिक संरचना में बहुत कम या कोई रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग नहीं है। इसकी आणविक श्रृंखला मूल रूप से रैखिक है, लेकिन इसमें एक निश्चित मात्रा में भौतिक क्रॉस-लिंकिंग होती है। यह थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर है जो संरचना में बहुत विशिष्ट है।

टीपीयू की संरचना और वर्गीकरण

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर एक (एबी) ब्लॉक रैखिक बहुलक है। ए उच्च आणविक भार के साथ एक बहुलक पॉलीओल (एस्टर या पॉलीथर, 1000 ~ 6000 का आणविक भार) का प्रतिनिधित्व करता है, जिसे लंबी श्रृंखला कहा जाता है; बी एक डायोल का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें 2-12 सीधी श्रृंखला वाले कार्बन परमाणु होते हैं, जिन्हें लघु श्रृंखला कहा जाता है।

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर की संरचना में, खंड ए को नरम खंड कहा जाता है, जिसमें लचीलेपन और कोमलता की विशेषताएं होती हैं, जिससे टीपीयू में विस्तारशीलता होती है; बी खंड और आइसोसाइनेट के बीच प्रतिक्रिया से उत्पन्न यूरेथेन श्रृंखला को कठोर खंड कहा जाता है, जिसमें कठोर और कठोर दोनों गुण होते हैं। ए और बी खंडों के अनुपात को समायोजित करके, विभिन्न भौतिक और यांत्रिक गुणों वाले टीपीयू उत्पाद बनाए जाते हैं।

नरम खंड 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 होता है। कठोर खंड संरचना के अनुसार, इसे यूरेथेन प्रकार और यूरेथेन यूरिया प्रकार में विभाजित किया जा सकता है, जो क्रमशः एथिलीन ग्लाइकोल श्रृंखला विस्तारकों या डायमाइन श्रृंखला विस्तारकों से प्राप्त होते हैं। सामान्य वर्गीकरण को पॉलिएस्टर प्रकार और पॉलीथर प्रकार में विभाजित किया गया है।

टीपीयू संश्लेषण के लिए कच्चे माल क्या हैं?

(1) पॉलिमर डायोल

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

टीपीयू इलास्टोमेर के लिए उपयुक्त पॉलिमर डायोल को पॉलिएस्टर और पॉलीथर में विभाजित किया जा सकता है: पॉलिएस्टर में पॉलीटेट्रामेथिलीन एडिपिक एसिड ग्लाइकोल (पीबीए) ε पीसीएल, पीएचसी शामिल है; पॉलीइथर में पॉलीऑक्सीप्रोपाइलीन ईथर ग्लाइकोल (पीपीजी), टेट्राहाइड्रोफ्यूरान पॉलीथर ग्लाइकोल (पीटीएमजी) आदि शामिल हैं।

(2) डायसोसाइनेट

आणविक भार छोटा है लेकिन कार्य उत्कृष्ट है, जो न केवल नरम खंड और कठोर खंड को जोड़ने की भूमिका निभाता है, बल्कि टीपीयू को विभिन्न अच्छे भौतिक और यांत्रिक गुणों से भी संपन्न करता है। टीपीयू पर लागू डायसोसायनेट हैं: मेथिलीन डिफेनिल डायसोसायनेट (एमडीआई), मेथिलीन बीआईएस (-4-साइक्लोहेक्सिल आइसोसाइनेट) (एचएमडीआई), पी-फेनिलडिसोसायनेट (पीपीडीआई), 1,5-नेफ्थलीन डायसोसायनेट (एनडीआई), पी-फेनिल्डिमिथाइल डायसोसायनेट ( पीएक्सडीआई), आदि।

(3) चेन एक्सटेंडर

100 ~ 350 के आणविक भार के साथ चेन एक्सटेंडर, छोटे आणविक डायोल, छोटे आणविक भार, खुली श्रृंखला संरचना और कोई प्रतिस्थापन समूह से संबंधित टीपीयू की उच्च कठोरता और उच्च स्केलर वजन प्राप्त करने के लिए अनुकूल नहीं है। टीपीयू के लिए उपयुक्त श्रृंखला विस्तारकों में 1,4-ब्यूटेनडिओल (बीडीओ), 1,4-बीआईएस (2-हाइड्रॉक्सीएथॉक्सी) बेंजीन (एचक्यूईई), 1,4-साइक्लोहेक्सानेडिमेथेनॉल (सीएचडीएम), पी-फेनिलडिमिथाइलग्लाइकॉल (पीएक्सजी), आदि शामिल हैं।

एक सख्त एजेंट के रूप में टीपीयू का संशोधन अनुप्रयोग

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

इसकी उच्च ध्रुवता के कारण, पॉलीयुरेथेन ध्रुवीय रेजिन या रबर, जैसे क्लोरीनयुक्त पॉलीथीन (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; पॉलिएस्टर के साथ संयुक्त होने पर, 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; पॉलीथर पॉलीयुरेथेन 40% नाइट्राइल रबर/पॉलीविनाइल क्लोराइड मिश्रण चिपकने वाले के साथ भी अच्छी तरह से संगत हो सकता है; यह एक्रिलोनिट्राइल स्टाइरीन (SAN) कॉपोलिमर के साथ भी सह-संगत हो सकता है; यह प्रतिक्रियाशील पॉलीसिलोक्सेन के साथ इंटरपेनेट्रेटिंग नेटवर्क (आईपीएन) संरचनाएं बना सकता है। उपर्युक्त मिश्रित चिपकने वाले पदार्थों का विशाल बहुमत पहले ही आधिकारिक तौर पर उत्पादित किया जा चुका है।

हाल के वर्षों में, चीन में टीपीयू द्वारा पीओएम को सख्त बनाने पर शोध बढ़ रहा है। टीपीयू और पीओएम का मिश्रण न केवल टीपीयू के उच्च तापमान प्रतिरोध और यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, बल्कि पीओएम को भी काफी मजबूत करता है। कुछ शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि पीओएम मैट्रिक्स की तुलना में तन्य फ्रैक्चर परीक्षणों में, टीपीयू के साथ पीओएम मिश्र धातु भंगुर फ्रैक्चर से तन्य फ्रैक्चर में परिवर्तित हो गया है। टीपीयू के जुड़ने से पीओएम को आकार मेमोरी प्रदर्शन भी मिलता है। पीओएम का क्रिस्टलीय क्षेत्र आकार मेमोरी मिश्र धातु के निश्चित चरण के रूप में कार्य करता है, जबकि अनाकार टीपीयू और पीओएम का अनाकार क्षेत्र प्रतिवर्ती चरण के रूप में कार्य करता है। जब पुनर्प्राप्ति प्रतिक्रिया तापमान 165 ℃ है और पुनर्प्राप्ति समय 120 सेकंड है, तो मिश्र धातु की पुनर्प्राप्ति दर 95% से अधिक तक पहुंच जाती है, और पुनर्प्राप्ति प्रभाव सबसे अच्छा होता है।

टीपीयू का पॉलीथीन, पॉलीप्रोपाइलीन, एथिलीन प्रोपलीन रबर, ब्यूटाडीन रबर, आइसोप्रीन रबर या अपशिष्ट रबर पाउडर जैसी गैर-ध्रुवीय बहुलक सामग्रियों के साथ संगत होना मुश्किल है, और अच्छे प्रदर्शन के साथ कंपोजिट का उत्पादन करने के लिए इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है। इसलिए, बाद के लिए अक्सर सतह उपचार विधियों जैसे प्लाज्मा, कोरोना, वेट केमिस्ट्री, प्राइमर, फ्लेम या प्रतिक्रियाशील गैस का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, अमेरिकन एयर प्रोडक्ट्स एंड केमिकल्स कंपनी ने 3-5 मिलियन के आणविक भार के साथ अल्ट्रा-उच्च आणविक भार पॉलीथीन ठीक पाउडर पर एफ 2/ओ 2 सक्रिय गैस सतह उपचार किया है, और इसे 10 के अनुपात में पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर में जोड़ा है। %, जो इसके फ्लेक्सुरल मापांक, तन्य शक्ति और पहनने के प्रतिरोध में काफी सुधार कर सकता है। और F2/O2 सक्रिय गैस सतह उपचार को 6-35 मिमी की लंबाई के साथ दिशात्मक रूप से विस्तारित छोटे फाइबर पर भी लागू किया जा सकता है, जो समग्र सामग्री की कठोरता और आंसू कठोरता में सुधार कर सकता है।

टीपीयू के अनुप्रयोग क्षेत्र क्या हैं?

1958 में, गुडरिच केमिकल कंपनी (अब इसका नाम बदलकर लुब्रिज़ोल) ने पहली बार टीपीयू ब्रांड एस्टेन को पंजीकृत किया। पिछले 40 वर्षों में, दुनिया भर में 20 से अधिक ब्रांड नाम रहे हैं, और प्रत्येक ब्रांड के पास उत्पादों की कई श्रृंखलाएँ हैं। वर्तमान में, दुनिया में मुख्य टीपीयू कच्चे माल निर्माता हैं: बीएएसएफ, कोवेस्ट्रो, लुब्रिज़ोल, हंट्समैन कॉर्पोरेशन, मैकिन्से, गोल्डिंग, आदि।

एक उत्कृष्ट इलास्टोमेर के रूप में, टीपीयू के पास डाउनस्ट्रीम उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जो दैनिक आवश्यकताओं, खेल के सामान, खिलौने, सजावटी सामग्री और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। नीचे कुछ उदाहरण दिए गए हैं.

① जूता सामग्री

टीपीयू का उपयोग मुख्य रूप से इसकी उत्कृष्ट लोच और पहनने के प्रतिरोध 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 हाई-एंड फुटवियर उत्पादों, विशेष रूप से कुछ स्पोर्ट्स जूते और कैजुअल जूतों में अधिक व्यापक रूप से किया जाता है।

② नली

इसकी कोमलता, अच्छी तन्यता ताकत, 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 आंसू प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और झुकने की विशेषताएं प्रदान करता है, जिसमें उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध केबल प्रदर्शन की कुंजी है। इसलिए चीनी बाजार में, उन्नत केबल जैसे नियंत्रण केबल और पावर केबल जटिल केबल डिजाइनों 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 स्थानापन्न सामग्री है, जिसमें फ़ेथलेट और अन्य रासायनिक हानिकारक पदार्थ नहीं होंगे, और दुष्प्रभाव पैदा करने के लिए मेडिकल कैथेटर या मेडिकल बैग में रक्त या अन्य तरल पदार्थों में स्थानांतरित हो जाएंगे। इसके अलावा, विशेष रूप से विकसित एक्सट्रूज़न ग्रेड और इंजेक्शन ग्रेड टीपीयू का उपयोग मौजूदा पीवीसी उपकरणों में थोड़ी सी डिबगिंग के साथ आसानी से किया जा सकता है।

⑤ वाहन और परिवहन के अन्य साधन

पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमेर के साथ नायलॉन कपड़े के दोनों किनारों को बाहर निकालने और कोटिंग करके, 3-15 लोगों को ले जाने वाले इन्फ्लैटेबल कॉम्बैट अटैक राफ्ट और टोही राफ्ट बनाए जा सकते हैं, जो वल्केनाइज्ड रबर इन्फ्लैटेबल राफ्ट की तुलना में बहुत बेहतर प्रदर्शन करते हैं; ग्लास फाइबर के साथ प्रबलित पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर का उपयोग शरीर के घटकों जैसे कार के दोनों किनारों पर ढाले हुए हिस्सों, दरवाजे की खाल, बंपर, घर्षण रोधी स्ट्रिप्स और ग्रिल्स को बनाने के लिए किया जा सकता है।