થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર શું છે?

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર શું છે?

પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર એ પોલીયુરેથીન કૃત્રિમ પદાર્થોની એક વિવિધતા છે (અન્ય જાતો પોલીયુરેથીન ફોમ, પોલીયુરેથીન એડહેસિવ, પોલીયુરેથીન કોટિંગ અને પોલીયુરેથીન ફાઇબરનો સંદર્ભ આપે છે), અને થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર એ પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમરના ત્રણ પ્રકારોમાંથી એક છે, લોકો તેને સામાન્ય રીતે TPU તરીકે ઓળખે છે (અન્ય બે મુખ્ય પ્રકારના પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર કાસ્ટ પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર્સ છે, જેને CPU તરીકે સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે, અને મિશ્ર પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર્સ છે, જેને MPU તરીકે સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે).

TPU એ એક પ્રકારનું પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર છે જેને ગરમ કરીને પ્લાસ્ટિસાઇઝ કરી શકાય છે અને દ્રાવક દ્વારા ઓગાળી શકાય છે. CPU અને MPU ની તુલનામાં, TPU ની રાસાયણિક રચનામાં બહુ ઓછું અથવા કોઈ રાસાયણિક ક્રોસ-લિંકિંગ નથી. તેની પરમાણુ સાંકળ મૂળભૂત રીતે રેખીય છે, પરંતુ તેમાં ચોક્કસ માત્રામાં ભૌતિક ક્રોસ-લિંકિંગ છે. આ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર છે જે રચનામાં ખૂબ જ લાક્ષણિક છે.

TPU ની રચના અને વર્ગીકરણ

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર એ (AB) બ્લોક રેખીય પોલિમર છે. A એ પોલિમર પોલીઓલ (એસ્ટર અથવા પોલિથર, 1000~6000 નું પરમાણુ વજન) નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેમાં ઉચ્ચ પરમાણુ વજન હોય છે, જેને લાંબી સાંકળ કહેવાય છે; B એ ડાયોલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેમાં 2-12 સીધી સાંકળ કાર્બન પરમાણુ હોય છે, જેને ટૂંકી સાંકળ કહેવાય છે.

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમરની રચનામાં, સેગમેન્ટ A ને સોફ્ટ સેગમેન્ટ કહેવામાં આવે છે, જેમાં લવચીકતા અને નરમાઈના લક્ષણો હોય છે, જેના કારણે TPU માં એક્સ્ટેન્સિબિલિટી હોય છે; B સેગમેન્ટ અને આઇસોસાયનેટ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થતી યુરેથેન ચેઇનને કઠણ સેગમેન્ટ કહેવામાં આવે છે, જેમાં કઠોર અને કઠણ બંને ગુણધર્મો હોય છે. A અને B સેગમેન્ટના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરીને, વિવિધ ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવતા TPU ઉત્પાદનો બનાવવામાં આવે છે.

સોફ્ટ સેગમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર અનુસાર, તેને પોલિએસ્ટર પ્રકાર, પોલિએથર પ્રકાર અને બ્યુટાડીન પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાં અનુક્રમે એસ્ટર ગ્રુપ, ઇથર ગ્રુપ અથવા બ્યુટીન ગ્રુપ હોય છે. હાર્ડ સેગમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર અનુસાર, તેને યુરેથેન પ્રકાર અને યુરેથેન યુરિયા પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જે અનુક્રમે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ ચેઇન એક્સટેન્ડર્સ અથવા ડાયમાઇન ચેઇન એક્સટેન્ડર્સમાંથી મેળવવામાં આવે છે. સામાન્ય વર્ગીકરણ પોલિએસ્ટર પ્રકાર અને પોલિએથર પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

TPU સંશ્લેષણ માટે કાચો માલ શું છે?

(1) પોલિમર ડાયોલ

TPU ઇલાસ્ટોમરમાં 50% થી 80% ની સામગ્રી સાથે 500 થી 4000 સુધીના પરમાણુ વજન અને દ્વિકાર્યકારી જૂથો સાથે મેક્રોમોલેક્યુલર ડાયોલ, TPU ના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.

TPU ઇલાસ્ટોમર માટે યોગ્ય પોલિમર ડાયોલને પોલિએસ્ટર અને પોલિએથરમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પોલિએસ્ટરમાં પોલિટેટ્રામેથિલિન એડિપિક એસિડ ગ્લાયકોલ (PBA) ε PCL, PHC શામેલ છે; પોલિએથરમાં પોલિએથ્રોક્સીપ્રોપીલીન ઇથર ગ્લાયકોલ (PPG), ટેટ્રાહાઇડ્રોફ્યુરાન પોલિએથર ગ્લાયકોલ (PTMG), વગેરે શામેલ છે.

(2) ડાયસોસાયનેટ

પરમાણુ વજન નાનું છે પણ કાર્ય ઉત્કૃષ્ટ છે, જે માત્ર નરમ ભાગ અને સખત ભાગને જોડવાની ભૂમિકા ભજવે છે, પરંતુ TPU ને વિવિધ સારા ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મોથી પણ સંપન્ન કરે છે. TPU ને લાગુ પડતા ડાયસોસાયનેટ્સ છે: મેથિલિન ડાયફેનાઇલ ડાયસોસાયનેટ (MDI), મેથિલિન બીસ (-4-સાયક્લોહેક્સિલ આઇસોસાયનેટ) (HMDI), પી-ફેનાઇલ ડાયસોસાયનેટ (PPDI), 1,5-નેપ્થાલિન ડાયસોસાયનેટ (NDI), પી-ફેનાઇલ ડાયમિથાઇલ ડાયસોસાયનેટ (PXDI), વગેરે.

(૩) ચેઇન એક્સટેન્ડર

૧૦૦~૩૫૦ ના પરમાણુ વજન ધરાવતું ચેઇન એક્સટેન્ડર, નાના પરમાણુ ડાયોલ, નાના પરમાણુ વજન, ખુલ્લી સાંકળ માળખું અને કોઈ અવેજી જૂથ સાથે સંકળાયેલું છે, તે ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ સ્કેલર વજન TPU મેળવવા માટે અનુકૂળ છે. TPU માટે યોગ્ય ચેઇન એક્સટેન્ડરમાં 1,4-બ્યુટેનેડિઓલ (BDO), 1,4-બીસ (2-હાઇડ્રોક્સીથોક્સી) બેન્ઝીન (HQEE), 1,4-સાયક્લોહેક્સાનેડિમેથેનોલ (CHDM), p-ફેનાઇલડાઇમિથાઇલગ્લાયકોલ (PXG), વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

ટફનિંગ એજન્ટ તરીકે TPU નો ફેરફાર એપ્લિકેશન

ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા અને વધારાની કામગીરી મેળવવા માટે, પોલીયુરેથીન થર્મોપ્લાસ્ટિક ઇલાસ્ટોમર્સનો ઉપયોગ વિવિધ થર્મોપ્લાસ્ટિક અને સંશોધિત રબર સામગ્રીને સખત બનાવવા માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ટફનિંગ એજન્ટ તરીકે કરી શકાય છે.

તેની ઉચ્ચ ધ્રુવીયતાને કારણે, પોલીયુરેથીન ધ્રુવીય રેઝિન અથવા રબર્સ સાથે સુસંગત હોઈ શકે છે, જેમ કે ક્લોરિનેટેડ પોલિઇથિલિન (CPE), જેનો ઉપયોગ તબીબી ઉત્પાદનો બનાવવા માટે થઈ શકે છે; ABS સાથે મિશ્રણ એન્જિનિયરિંગ થર્મોપ્લાસ્ટિક્સને ઉપયોગ માટે બદલી શકે છે; જ્યારે પોલીકાર્બોનેટ (PC) સાથે સંયોજનમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, ત્યારે તેમાં તેલ પ્રતિકાર, બળતણ પ્રતિકાર અને અસર પ્રતિકાર જેવા ગુણધર્મો હોય છે, અને તેનો ઉપયોગ કાર બોડી બનાવવા માટે થઈ શકે છે; જ્યારે પોલિએસ્ટર સાથે જોડવામાં આવે છે, ત્યારે તેની કઠિનતા સુધારી શકાય છે; વધુમાં, તે PVC, Polyoxymethylene અથવા PVDC સાથે સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન 15% નાઇટ્રાઇલ રબર અથવા 40% નાઇટ્રાઇલ રબર/PVC મિશ્રણ સાથે સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; પોલિથર પોલીયુરેથીન 40% નાઇટ્રાઇલ રબર/પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ મિશ્રણ એડહેસિવ સાથે પણ સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; તે એક્રેલોનિટ્રાઇલ સ્ટાયરીન (SAN) કોપોલિમર્સ સાથે પણ સહ-સુસંગત હોઈ શકે છે; તે પ્રતિક્રિયાશીલ પોલિસિલોક્સેન સાથે ઇન્ટરપેનિટ્રેટિંગ નેટવર્ક (IPN) માળખાં બનાવી શકે છે. ઉપરોક્ત મોટાભાગના મિશ્રિત એડહેસિવ્સ પહેલાથી જ સત્તાવાર રીતે ઉત્પન્ન થઈ ચૂક્યા છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીનમાં TPU દ્વારા POM ને કડક બનાવવા પર સંશોધન વધી રહ્યું છે. TPU અને POM નું મિશ્રણ માત્ર TPU ના ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિકાર અને યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારે છે, પરંતુ POM ને નોંધપાત્ર રીતે કડક પણ બનાવે છે. કેટલાક સંશોધકોએ દર્શાવ્યું છે કે TPU મેટ્રિક્સની તુલનામાં, TPU સાથે POM એલોય બરડ ફ્રેક્ચરથી ડક્ટાઇલ ફ્રેક્ચરમાં સંક્રમિત થયો છે. TPU ઉમેરવાથી POM ને આકાર મેમરી કામગીરી પણ મળે છે. POM નો સ્ફટિકીય પ્રદેશ આકાર મેમરી એલોયના નિશ્ચિત તબક્કા તરીકે સેવા આપે છે, જ્યારે આકારહીન TPU અને POM નો આકારહીન પ્રદેશ ઉલટાવી શકાય તેવા તબક્કા તરીકે સેવા આપે છે. જ્યારે પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રતિભાવ તાપમાન 165 ℃ હોય છે અને પુનઃપ્રાપ્તિ સમય 120 સેકન્ડ હોય છે, ત્યારે એલોયનો પુનઃપ્રાપ્તિ દર 95% થી વધુ સુધી પહોંચે છે, અને પુનઃપ્રાપ્તિ અસર શ્રેષ્ઠ હોય છે.

TPU ને પોલિઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલીન, ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર, બ્યુટાડીન રબર, આઇસોપ્રીન રબર અથવા વેસ્ટ રબર પાવડર જેવા બિન-ધ્રુવીય પોલિમર પદાર્થો સાથે સુસંગત બનાવવું મુશ્કેલ છે, અને તેનો ઉપયોગ સારી કામગીરી સાથે કમ્પોઝિટ બનાવવા માટે કરી શકાતો નથી. તેથી, પ્લાઝ્મા, કોરોના, વેટ કેમિસ્ટ્રી, પ્રાઇમર, ફ્લેમ અથવા રિએક્ટિવ ગેસ જેવી સપાટી સારવાર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ ઘણીવાર બાદમાં માટે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, અમેરિકન એર પ્રોડક્ટ્સ એન્ડ કેમિકલ્સ કંપનીએ 3-5 મિલિયનના પરમાણુ વજનવાળા અલ્ટ્રા-હાઇ મોલેક્યુલર વેઇટ પોલિઇથિલિન ફાઇન પાવડર પર F2/O2 સક્રિય ગેસ સપાટી સારવાર હાથ ધરી છે, અને તેને 10% ના ગુણોત્તરમાં પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમરમાં ઉમેર્યું છે, જે તેના ફ્લેક્સરલ મોડ્યુલસ, તાણ શક્તિ અને વસ્ત્રો પ્રતિકારને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે. અને F2/O2 સક્રિય ગેસ સપાટી સારવાર 6-35mm લંબાઈવાળા દિશાત્મક રીતે વિસ્તરેલ ટૂંકા તંતુઓ પર પણ લાગુ કરી શકાય છે, જે સંયુક્ત સામગ્રીની કઠિનતા અને આંસુની કઠિનતાને સુધારી શકે છે.

TPU ના ઉપયોગના ક્ષેત્રો કયા છે?

૧૯૫૮માં, ગુડરિચ કેમિકલ કંપની (હવે તેનું નામ બદલીને લુબ્રિઝોલ રાખવામાં આવ્યું છે) એ પહેલી વાર TPU બ્રાન્ડ એસ્ટેન રજીસ્ટર કરાવી. છેલ્લા ૪૦ વર્ષોમાં, વિશ્વભરમાં ૨૦ થી વધુ બ્રાન્ડ નામો છે, અને દરેક બ્રાન્ડ પાસે ઉત્પાદનોની અનેક શ્રેણીઓ છે. હાલમાં, વિશ્વમાં મુખ્ય TPU કાચા માલ ઉત્પાદકો છે: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, વગેરે.

એક ઉત્તમ ઇલાસ્ટોમર તરીકે, TPU પાસે ડાઉનસ્ટ્રીમ ઉત્પાદનોની વિશાળ શ્રેણી છે, જેનો ઉપયોગ દૈનિક જરૂરિયાતો, રમતગમતના સામાન, રમકડાં, સુશોભન સામગ્રી અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. નીચે કેટલાક ઉદાહરણો છે.

① જૂતાની સામગ્રી

TPU મુખ્યત્વે જૂતાની સામગ્રી માટે વપરાય છે કારણ કે તેની ઉત્તમ સ્થિતિસ્થાપકતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકારકતા છે. TPU ધરાવતા ફૂટવેર ઉત્પાદનો નિયમિત ફૂટવેર ઉત્પાદનો કરતાં પહેરવામાં વધુ આરામદાયક હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ કક્ષાના ફૂટવેર ઉત્પાદનોમાં, ખાસ કરીને કેટલાક સ્પોર્ટ્સ શૂઝ અને કેઝ્યુઅલ શૂઝમાં વધુ થાય છે.

② નળીઓ

તેની નરમાઈ, સારી તાણ શક્તિ, અસર શક્તિ અને ઊંચા અને નીચા તાપમાન સામે પ્રતિકારને કારણે, TPU નળીઓનો ઉપયોગ ચીનમાં વિમાન, ટાંકી, ઓટોમોબાઈલ, મોટરસાયકલ અને મશીન ટૂલ્સ જેવા યાંત્રિક સાધનો માટે ગેસ અને તેલના નળી તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

③ કેબલ

TPU આંસુ પ્રતિકાર, ઘસારો પ્રતિકાર અને બેન્ડિંગ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે, જેમાં ઉચ્ચ અને નીચું તાપમાન પ્રતિકાર કેબલ કામગીરીની ચાવી છે. તેથી, ચીની બજારમાં, નિયંત્રણ કેબલ્સ અને પાવર કેબલ્સ જેવા અદ્યતન કેબલ્સ જટિલ કેબલ ડિઝાઇનના કોટિંગ સામગ્રીને સુરક્ષિત રાખવા માટે TPU નો ઉપયોગ કરે છે, અને તેમના ઉપયોગો વધુને વધુ વ્યાપક બની રહ્યા છે.

④ તબીબી ઉપકરણો

TPU એક સલામત, સ્થિર અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી PVC અવેજી સામગ્રી છે, જેમાં Phthalate અને અન્ય રાસાયણિક હાનિકારક પદાર્થો હશે નહીં, અને તે તબીબી કેથેટર અથવા તબીબી બેગમાં લોહી અથવા અન્ય પ્રવાહીમાં સ્થળાંતર કરશે અને આડઅસરો પેદા કરશે. વધુમાં, ખાસ વિકસિત એક્સટ્રુઝન ગ્રેડ અને ઇન્જેક્શન ગ્રેડ TPU નો ઉપયોગ હાલના PVC સાધનોમાં થોડી ડીબગિંગ સાથે સરળતાથી કરી શકાય છે.

⑤ વાહનો અને પરિવહનના અન્ય સાધનો

નાયલોનના કાપડની બંને બાજુઓને પોલીયુરેથીન થર્મોપ્લાસ્ટિક ઇલાસ્ટોમરથી બહાર કાઢીને અને કોટિંગ કરીને, 3-15 લોકોને વહન કરતા ઇન્ફ્લેટેબલ કોમ્બેટ એટેક રાફ્ટ્સ અને રિકોનિસન્સ રાફ્ટ્સ બનાવી શકાય છે, જે વલ્કેનાઇઝ્ડ રબર ઇન્ફ્લેટેબલ રાફ્ટ્સ કરતાં ઘણી સારી કામગીરી ધરાવે છે; ગ્લાસ ફાઇબરથી મજબૂત બનેલા પોલીયુરેથીન થર્મોપ્લાસ્ટિક ઇલાસ્ટોમરનો ઉપયોગ કારની બંને બાજુએ મોલ્ડેડ ભાગો, દરવાજાની સ્કિન, બમ્પર, ઘર્ષણ વિરોધી પટ્ટીઓ અને ગ્રિલ જેવા શરીરના ઘટકો બનાવવા માટે થઈ શકે છે.