થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર શું છે?

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર શું છે?

પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમર એ પોલીયુરેથીન કૃત્રિમ સામગ્રીની વિવિધતા છે (અન્ય જાતો પોલીયુરેથીન ફોમ, પોલીયુરેથીન એડહેસીવ, પોલીયુરેથીન કોટિંગ અને પોલીયુરેથીન ફાઈબરનો સંદર્ભ આપે છે), અને થર્મોપ્લાસ્ટીક પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમર પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમરના ત્રણ પ્રકારોમાંથી એક છે, લોકો સામાન્ય રીતે તેને TPU તરીકે ઓળખે છે. અન્ય બે મુખ્ય પ્રકારના પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમર્સ કાસ્ટ પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમર્સ છે, જેને સંક્ષિપ્તમાં CPU તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને મિશ્ર પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમર્સ, સંક્ષિપ્તમાં એમપીયુ તરીકે ઓળખાય 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 સરખામણીમાં, TPU ના રાસાયણિક બંધારણમાં બહુ ઓછું અથવા કોઈ રાસાયણિક ક્રોસ-લિંકિંગ નથી. તેની પરમાણુ સાંકળ મૂળભૂત રીતે રેખીય છે, પરંતુ ભૌતિક ક્રોસ-લિંકિંગની ચોક્કસ માત્રા છે. આ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર છે જે બંધારણમાં ખૂબ લાક્ષણિક છે.

TPU નું માળખું અને વર્ગીકરણ

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમર એ (AB) બ્લોક રેખીય પોલિમર છે. A ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સાથે પોલિમર પોલિઓલ (એસ્ટર અથવા પોલિથર, 1000~6000નું પરમાણુ વજન) દર્શાવે છે, જેને લાંબી સાંકળ કહેવાય છે; B એ 2-12 સીધી સાંકળના કાર્બન અણુઓ ધરાવતો ડાયોલ રજૂ કરે છે, જેને ટૂંકી સાંકળ કહેવાય છે.

થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલીયુરેથીન ઇલાસ્ટોમરની રચનામાં, સેગમેન્ટ A ને સોફ્ટ સેગમેન્ટ કહેવામાં આવે છે, જેમાં લવચીકતા અને નરમાઈની લાક્ષણિકતાઓ છે, જે TPU ને એક્સ્ટેન્સિબિલિટી બનાવે છે; બી સેગમેન્ટ અને આઇસોસાયનેટ વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા દ્વારા પેદા થતી યુરેથેન સાંકળને કઠણ સેગમેન્ટ કહેવામાં આવે છે, જેમાં સખત અને સખત ગુણધર્મો બંને હોય છે. A અને B સેગમેન્ટના ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરીને, વિવિધ ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવતા TPU ઉત્પાદનો બનાવવામાં આવે છે.

સોફ્ટ સેગમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર મુજબ, તેને પોલિએસ્ટર પ્રકાર, પોલિથર પ્રકાર અને બ્યુટાડીન પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાં અનુક્રમે એસ્ટર જૂથ, ઈથર જૂથ અથવા બ્યુટેન જૂથ હોય છે. હાર્ડ સેગમેન્ટ સ્ટ્રક્ચર મુજબ, તેને યુરેથેન પ્રકાર અને યુરેથેન યુરિયા પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જે અનુક્રમે ઇથિલિન ગ્લાયકોલ ચેઇન એક્સટેન્ડર્સ અથવા ડાયમિન ચેઇન એક્સટેન્ડર્સમાંથી મેળવવામાં આવે છે. સામાન્ય વર્ગીકરણ પોલિએસ્ટર પ્રકાર અને પોલિથર પ્રકારમાં વહેંચાયેલું છે.

TPU સંશ્લેષણ માટે કાચો માલ શું છે?

(1) પોલિમર ડીઓલ

500 થી 4000 સુધીના પરમાણુ વજન અને TPU ઇલાસ્ટોમરમાં 50% થી 80% ની સામગ્રી સાથે બાયફંક્શનલ 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; પોલીથર્સમાં પોલીઓક્સીપ્રોપીલીન ઈથર ગ્લાયકોલ (PPG), ટેટ્રાહાઈડ્રોફ્યુરાન પોલીથર ગ્લાયકોલ (PTMG) વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

(2) ડાયસોસાયનેટ

મોલેક્યુલર વજન નાનું છે પરંતુ કાર્ય ઉત્કૃષ્ટ છે, જે માત્ર સોફ્ટ સેગમેન્ટ અને હાર્ડ સેગમેન્ટને જોડવાની ભૂમિકા ભજવે છે, પરંતુ TPU ને વિવિધ સારા ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પણ આપે છે. TPU ને લાગુ પડતા ડાયસોસાયનેટ્સ છે: મેથાઈલીન ડિફેનાઈલ ડાયસોસાઈનેટ (MDI), મેથીલીન બીઆઈએસ (-4-સાયક્લોહેક્સાઈલ આઈસોસાયનેટ) (HMDI), p-ફેનાઈલડીઆઈસોસાયનેટ (PPDI), 1,5-નેપ્થાલિન ડાયોસોસાયનેટ (NDI), p-ફેનાઈલ ડીફેનાઈલ ડાયસોસાયનેટ (ડીઆઈસોસાયનેટ) PXDI), વગેરે.

(3) સાંકળ વિસ્તારનાર

100~350 ના પરમાણુ વજન સાથેની સાંકળ વિસ્તરણકર્તા, નાના પરમાણુ Diol, નાના પરમાણુ વજન, ખુલ્લી સાંકળનું માળખું અને કોઈપણ અવેજીકરણ જૂથ TPU ના ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ સ્કેલર વજન મેળવવા માટે અનુકૂળ છે. TPU માટે યોગ્ય સાંકળ વિસ્તરણકર્તાઓમાં 1,4-butanediol (BDO), 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) બેન્ઝીન (HQEE), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM), p-phenyldimethylglycol (PXG), વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

TPU ની ટેફનિંગ એજન્ટ તરીકે ફેરફારની અરજી

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

તેની ઉચ્ચ ધ્રુવીયતાને કારણે, પોલીયુરેથીન ધ્રુવીય રેઝિન અથવા રબર સાથે સુસંગત હોઈ શકે છે, જેમ કે ક્લોરિનેટેડ પોલિઇથિલિન (CPE), જેનો ઉપયોગ તબીબી ઉત્પાદનો બનાવવા માટે થઈ શકે છે; એબીએસ સાથેનું મિશ્રણ ઉપયોગ માટે એન્જિનિયરિંગ થર્મોપ્લાસ્ટિક્સને બદલી શકે છે; જ્યારે પોલીકાર્બોનેટ (PC) સાથે સંયોજનમાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે તે તેલ પ્રતિકાર, બળતણ પ્રતિકાર અને અસર પ્રતિકાર જેવા ગુણધર્મો ધરાવે 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 પીવીસી, પોલીઓક્સિમિથિલિન અથવા પીવીડીસી સાથે સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; પોલિએસ્ટર પોલીયુરેથીન 15% નાઈટ્રિલ રબર અથવા 40% નાઈટ્રિલ રબર/પીવીસી મિશ્રણ સાથે સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; પોલિએથર પોલીયુરેથીન 40% નાઇટ્રિલ રબર/પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ મિશ્રણ એડહેસિવ સાથે પણ સારી રીતે સુસંગત હોઈ શકે છે; તે એક્રેલોનિટ્રિલ સ્ટાયરીન (SAN) કોપોલિમર્સ સાથે પણ સુસંગત હોઈ શકે છે; તે પ્રતિક્રિયાશીલ પોલિસિલોક્સેન સાથે ઇન્ટરપેનિટ્રેટિંગ નેટવર્ક (IPN) સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવી શકે છે. ઉપરોક્ત મિશ્રિત એડહેસિવ્સની વિશાળ બહુમતી પહેલેથી જ સત્તાવાર રીતે બનાવવામાં આવી છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, ચીનમાં TPU દ્વારા પીઓએમને સખત 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 સખત પણ કરે છે. કેટલાક સંશોધકોએ દર્શાવ્યું છે કે POM મેટ્રિક્સની તુલનામાં, તાણયુક્ત અસ્થિભંગ પરીક્ષણોમાં, TPU સાથે POM એલોય બરડ અસ્થિભંગથી ડક્ટાઇલ ફ્રેક્ચરમાં સંક્રમિત થયું છે. TPU નો ઉમેરો POM ને આકાર મેમરી કામગીરી સાથે પણ સમર્થન આપે 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 છે.

TPU બિન-ધ્રુવીય પોલિમર સામગ્રી જેમ કે પોલિઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલીન, ઇથિલીન પ્રોપીલીન રબર, બ્યુટાડીન રબર, આઇસોપ્રીન રબર અથવા વેસ્ટ રબર પાઉડર સાથે સુસંગત હોવું મુશ્કેલ છે અને સારી કામગીરી સાથે કમ્પોઝીટ બનાવવા માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. તેથી, સપાટીની સારવાર પદ્ધતિઓ જેમ કે પ્લાઝ્મા, કોરોના, વેટ કેમિસ્ટ્રી, પ્રાઈમર, ફ્લેમ અથવા રિએક્ટિવ ગેસનો વારંવાર બાદમાં ઉપયોગ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, અમેરિકન એર પ્રોડક્ટ્સ અને કેમિકલ્સ કંપનીએ 3-5 મિલિયનના પરમાણુ વજન સાથે અલ્ટ્રા-હાઈ મોલેક્યુલર વેઈટ પોલિઈથિલિન ફાઈન પાવડર પર F2/O2 એક્ટિવ ગેસ સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ હાથ ધરી છે અને તેને 10ના રેશિયોમાં પોલીયુરેથીન ઈલાસ્ટોમરમાં ઉમેર્યું છે. %, જે તેના ફ્લેક્સરલ મોડ્યુલસ, તાણ શક્તિ અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે. અને F2/O2 એક્ટિવ ગેસ સરફેસ ટ્રીટમેન્ટ 6-35mmની લંબાઇ સાથે ડાયરેક્શનલી લંબાયેલા ટૂંકા રેસા પર પણ લાગુ કરી શકાય છે, જે સંયુક્ત સામગ્રીની જડતા અને ફાટી જવાની કઠિનતાને સુધારી શકે છે.

TPU ના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો શું છે?

1958 માં, ગુડરિચ કેમિકલ કંપની (હવે તેનું નામ લ્યુબ્રિઝોલ છે) એ પ્રથમ વખત ટીપીયુ બ્રાન્ડ એસ્ટેન રજીસ્ટર કર્યું. છેલ્લા 40 વર્ષોમાં, વિશ્વભરમાં 20 થી વધુ બ્રાન્ડ નામો છે, અને દરેક બ્રાન્ડમાં ઉત્પાદનોની ઘણી શ્રેણીઓ છે. હાલમાં, વિશ્વમાં TPU કાચા માલના મુખ્ય ઉત્પાદકો છે: BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman Corporation, McKinsey, Golding, વગેરે.

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

① જૂતાની સામગ્રી

TPU મુખ્યત્વે તેની ઉત્તમ સ્થિતિસ્થાપકતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને કારણે જૂતાની સામગ્રી માટે વપરાય છે. સામાન્ય ફૂટવેર ઉત્પાદનો કરતાં TPU ધરાવતાં ફૂટવેર ઉત્પાદનો પહેરવા માટે વધુ આરામદાયક હોય છે, તેથી તેઓ ઉચ્ચ સ્તરના ફૂટવેર ઉત્પાદનો, ખાસ કરીને કેટલાક સ્પોર્ટ્સ શૂઝ અને કેઝ્યુઅલ શૂઝમાં વધુ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

② હોસીસ

તેની નરમાઈ, સારી તાણ શક્તિ, અસરની શક્તિ અને ઊંચા અને નીચા તાપમાનના પ્રતિકારને કારણે, TPU હોઝનો ઉપયોગ ચીનમાં એરક્રાફ્ટ, ટેન્ક, ઓટોમોબાઈલ, મોટરસાઈકલ અને મશીન ટૂલ્સ જેવા યાંત્રિક સાધનો માટે ગેસ અને તેલના નળી તરીકે વ્યાપકપણે થાય છે.

③ કેબલ

TPU આંસુ પ્રતિકાર, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને બેન્ડિંગ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે, જેમાં ઉચ્ચ અને નીચું તાપમાન પ્રતિકાર એ કેબલ પ્રદર્શનની ચાવી છે. તેથી ચીની બજારમાં, અદ્યતન કેબલ જેમ કે કંટ્રોલ કેબલ અને પાવર કેબલ્સ જટિલ કેબલ ડિઝાઇનની કોટિંગ સામગ્રીને સુરક્ષિત કરવા માટે TPU નો ઉપયોગ કરે છે, અને તેમની એપ્લિકેશનો વધુને વધુ વ્યાપક બની રહી છે.

④ તબીબી ઉપકરણો

TPU એ સલામત, સ્થિર અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી PVC અવેજી સામગ્રી છે, જેમાં Phthalate અને અન્ય રાસાયણિક હાનિકારક તત્ત્વો હશે નહીં, અને આડ અસરો પેદા કરવા માટે તબીબી મૂત્રનલિકા અથવા તબીબી બેગમાં લોહી અથવા અન્ય પ્રવાહીમાં સ્થાનાંતરિત થશે. તદુપરાંત, ખાસ વિકસિત એક્સટ્રુઝન ગ્રેડ અને ઈન્જેક્શન ગ્રેડ TPU નો ઉપયોગ હાલના PVC સાધનોમાં થોડી ડીબગીંગ સાથે સરળતાથી કરી શકાય છે.

⑤ વાહનો અને પરિવહનના અન્ય માધ્યમો

પોલીયુરેથીન થર્મોપ્લાસ્ટીક ઈલાસ્ટોમર વડે નાયલોન ફેબ્રિકની બંને બાજુઓને બહાર કાઢીને અને કોટિંગ કરીને, વલ્કેનાઈઝ્ડ રબર ઈન્ફ્લેટેબલ રાફ્ટ્સ કરતાં વધુ સારી કામગીરી સાથે, 3-15 લોકોને વહન કરતા ઇન્ફ્લેટેબલ કોમ્બેટ એટેક રાફ્ટ્સ અને રિકોનિસન્સ રાફ્ટ્સ બનાવી શકાય છે; પોલીયુરેથીન થર્મોપ્લાસ્ટીક ઈલાસ્ટોમરનો ઉપયોગ કાચના ફાઈબરથી પ્રબલિત શરીરના ઘટકો જેમ કે કારની બંને બાજુએ મોલ્ડેડ ભાગો, દરવાજાની ચામડી, બમ્પર, ઘર્ષણ વિરોધી પટ્ટીઓ અને ગ્રિલ્સ બનાવવા માટે થઈ શકે છે.