थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर क्या है?

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर क्या है?

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

टीपीयू एक प्रकार का पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर है जिसे गर्म करके प्लास्टिकाइज़ किया 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 एक निश्चित मात्रा में भौतिक क्रॉस-लिंकिंग है। यह थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर है जो संरचना में बहुत विशिष्ट है।

टीपीयू की संरचना और वर्गीकरण

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर एक (AB) ब्लॉक रैखिक बहुलक है। A एक उच्च आणविक भार वाले बहुलक पॉलीओल (एस्टर या पॉलीइथर, 1000~6000 का आणविक भार) को दर्शाता है, जिसे लंबी श्रृंखला कहा जाता है; B एक डायोल को दर्शाता है जिसमें 2-12 सीधी श्रृंखला वाले कार्बन परमाणु होते हैं, जिसे छोटी श्रृंखला कहा जाता है।

थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर की संरचना में, खंड ए को नरम खंड कहा जाता है, जिसमें लचीलापन 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, पॉलीइथर 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 एथिलीन ग्लाइकॉल चेन एक्सटेंडर या डायमाइन चेन एक्सटेंडर 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 के 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; पॉलीइथर में पॉलीऑक्सीप्रोपिलीन ईथर ग्लाइकॉल (पीपीजी), टेट्राहाइड्रोफुरन पॉलीइथर ग्लाइकॉल (पीटीएमजी), आदि शामिल हैं।

(2) डाइइसोसायनेट

आणविक भार छोटा है लेकिन कार्य उत्कृष्ट है, जो न केवल नरम खंड और कठोर खंड को जोड़ने की भूमिका निभाता है, बल्कि TPU को विभिन्न अच्छे भौतिक और यांत्रिक गुणों से भी संपन्न करता है। TPU के लिए लागू डायसोसाइनेट हैं: मेथिलीन डाइफेनिल डायसोसाइनेट (MDI), मेथिलीन बिस (-4-साइक्लोहेक्सिल आइसोसाइनेट) (HMDI), पी-फेनिलडाइसोसायनेट (PPDI), 1,5-नेफ़थलीन डायसोसाइनेट (NDI), पी-फेनिलडाइमिथाइल डायसोसाइनेट (PXDI), आदि।

(3) चेन एक्सटेंडर

100~350 के आणविक भार वाला चेन एक्सटेंडर, छोटे आणविक डायोल, छोटे आणविक भार, खुली श्रृंखला संरचना और कोई प्रतिस्थापन समूह से संबंधित नहीं है, जो TPU की उच्च कठोरता और उच्च स्केलर भार प्राप्त करने के लिए अनुकूल है। TPU के लिए उपयुक्त चेन एक्सटेंडर में 1,4-ब्यूटेनडिऑल (BDO), 1,4-बिस (2-हाइड्रॉक्सीएथोक्सी) बेंजीन (HQEE), 1,4-साइक्लोहेक्सेनडिमेथेनॉल (CHDM), पी-फेनिलडिमेथिलग्लाइकॉल (PXG), 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, पॉलीयुरेथेन थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर्स का उपयोग विभिन्न थर्मोप्लास्टिक और संशोधित रबर सामग्रियों को सख्त करने के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सख्त एजेंट के रूप में किया जा सकता है।

इसकी उच्च ध्रुवीयता के कारण, पॉलीयुरेथेन ध्रुवीय रेजिन या रबर, जैसे क्लोरीनेटेड 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 थर्माप्लास्टिक्स 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 चिपकाने वाले पदार्थों का अधिकांश भाग पहले ही आधिकारिक तौर पर उत्पादित किया जा चुका है।

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

टीपीयू को पॉलीइथिलीन, पॉलीप्रोपाइलीन, एथिलीन प्रोपलीन रबर, ब्यूटाडीन 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 इलास्टोमर 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 लम्बी छोटी तंतुओं 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, गुडरिक केमिकल कंपनी (जिसे अब लुब्रीज़ोल नाम दिया गया है) ने पहली बार टीपीयू ब्रांड एस्टेन को पंजीकृत किया। पिछले 40 वर्षों में, दुनिया भर में 20 से अधिक ब्रांड नाम हैं, और प्रत्येक ब्रांड के पास उत्पादों की कई श्रृंखलाएँ हैं। वर्तमान में, दुनिया में मुख्य TPU कच्चे माल के निर्माता हैं: BASF, कोवेस्ट्रो, लुब्रीज़ोल, हंट्समैन कॉर्पोरेशन, मैकिन्से, गोल्डिंग, आदि।

एक उत्कृष्ट इलास्टोमर के रूप में, टीपीयू में डाउनस्ट्रीम उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसका व्यापक रूप से दैनिक आवश्यकताओं, खेल के सामान, खिलौने, सजावटी सामग्री और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। नीचे कुछ उदाहरण दिए गए हैं।

① जूते की सामग्री

टीपीयू का उपयोग मुख्य रूप से जूते की सामग्री के लिए किया जाता है क्योंकि इसमें उत्कृष्ट लोच और पहनने का प्रतिरोध होता है। टीपीयू युक्त फुटवियर उत्पाद नियमित फुटवियर उत्पादों की तुलना में पहनने में अधिक आरामदायक होते हैं, इसलिए इनका उपयोग उच्च श्रेणी के फुटवियर उत्पादों, विशेष रूप से कुछ स्पोर्ट्स शूज़ और कैज़ुअल शूज़ में अधिक व्यापक रूप से किया जाता है।

② नली

इसकी कोमलता, अच्छे तन्य शक्ति, प्रभाव शक्ति और उच्च और निम्न तापमान के प्रतिरोध के कारण, टीपीयू होज़ का उपयोग चीन में विमान, टैंक, ऑटोमोबाइल, मोटरसाइकिल और मशीन टूल्स जैसे यांत्रिक उपकरणों के लिए गैस और तेल होज़ 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, नियंत्रण केबल और बिजली केबल जैसे उन्नत 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 प्रतिस्थापन सामग्री है, जिसमें थैलेट और अन्य रासायनिक हानिकारक पदार्थ नहीं होंगे, और यह मेडिकल कैथेटर या मेडिकल बैग में रक्त या अन्य तरल पदार्थों में जाकर साइड इफेक्ट पैदा करेगा। इसके अलावा, विशेष रूप से विकसित एक्सट्रूज़न ग्रेड और इंजेक्शन ग्रेड टीपीयू को मौजूदा पीवीसी उपकरणों में थोड़ी 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 को बाहर निकालकर तथा उस पर कोटिंग करके, 3-15 व्यक्तियों 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 ढाले गए भागों, दरवाजे की खाल, बंपर, घर्षण रोधी पट्टियों और ग्रिल जैसे शरीर के घटकों को बनाने के लिए किया जा सकता है।