Ами ако материалът може да комбинира най -добрите характеристики на пластмаса и каучук? Точно това предлага TPU пластмасата. Известна със своята гъвкавост и издръжливост, TPU Plastic играе жизненоважна роля в различни индустрии, от автомобилна до електроника. Уникалните му имоти го правят избор за производители. В тази публикация ще научите защо TPU Plastic се откроява и как неговата рециклируемост поддържа по -устойчиво бъдеще.
TPU или термопластичен полиуретан е универсален материал, който комбинира най -добрите свойства както на пластмасите , така и на гумите . Известен е със своята издръжливост, гъвкавост и висока якост на опън , което го прави полезен в много взискателни приложения, от автомобил до текстил.
TPU е открит за първи път през 1937 г. от Ото Байер и неговите колеги в Иг Фарбен в Леверкузен, Германия. Те откриват, че когато се появи реакция на полиаддинация между диизоцианат и един или повече диоли по специфичен начин, той произвежда TPU.
TPU преодолява пролуката между пластмаса и каучук . Той има твърдост и здравина на пластмасата, но запазва еластичността и гъвкавостта на гумата. Тази уникална композиция позволява TPU да бъде както формова , така и разтеглива , което му дава предимство в приложенията, изискващи както здравина, така и гъвкавост.
TPU, или термопластичен полиуретан, е уникален полимер със завладяваща химическа структура. Именно тази структура дава на TPU своите забележителни свойства.
TPU се създава чрез реакция на полидация. Това включва три ключови компонента:
Полиол (диол с дълга верига)
Верижен разширител (диол с къса верига)
Диизоцианат
Тези компоненти се комбинират, за да образуват линеен сегментиран блок кополимер. Именно тази съполимерна структура прави TPU толкова специален.
Твърдите сегменти в TPU се създават чрез взаимодействието между диизоцианат и разширител на веригата . Тези сегменти осигуряват твърдост и механична якост . Меките сегменти се образуват от дълговерижния диол , придавайки на TPU неговата еластичност и гъвкавост.
Балансът между тези твърди и меки сегменти позволява на TPU да предлага широк спектър от свойства, от твърди до гъвкави , в зависимост от приложението.
Имотни | твърди сегменти | меки сегменти |
---|---|---|
Структура | Твърд, кристален | Гъвкав, аморфен |
Функция | Осигурява сила и здравина | Дава еластичност и гъвкавост |
Съотношението на тези сегменти определя свойствата на TPU. По -твърдите сегменти увеличават твърдостта, докато по -меките сегменти повишават гъвкавостта.
Има три основни типа TPU, всеки от които предлага различни свойства:
TPU на базата на полиестер : Известен със своята механична якост и химическа устойчивост , той се представя добре в приложения, изложени на масла и въглеводороди . Той е идеален за индустриални приложения.
POLEETER-базиран TPU : Този тип се отличава с гъвкавост с ниска температура и има отлична устойчивост на хидролиза , което го прави подходящ за медицински изделия и външно оборудване.
TPU на базата на поликапролактон : Комбиниране на силните страни на другите видове, TPU на базата на поликапролактон осигурява трайността , устойчивост на хидролиза на и ниска температурна ефективност . Използва се в уплътнения и хидравлични приложения.
на TPU тип TPU | ключови свойства | приложения за |
---|---|---|
На базата на полиестер | Висока механична якост, химическа устойчивост | Автомобилни, индустриални части |
Полиетер | Устойчивост на хидролиза, гъвкавост при ниски температури | Медицински изделия, оборудване на открито |
На базата на поликапролактон | Издръжливост, устойчивост на хидролиза, производителност с ниска температура | Уплътнения, хидравлични и пневматични системи |
свойствата на TPU | за изпълнение на | на приложения |
---|---|---|
Гъвкавост и еластичност | Високо в широк диапазон на твърдост | Подметки за обувки, медицински изделия, автомобилни части |
Устойчивост на абразия | Отличен | Конвейерни ленти, спортно оборудване, индустриални компоненти |
Химическа устойчивост | Добре, особено за неполярни химикали | Хидравлични уплътнения, защитни покрития |
Прозрачност | Предлага се в кристално чисти степени | Прозрачни филми, тръби, части от инжекционно формоване |
UV съпротива | Превъзходни в алифатни степени | Приложения на открито, автомобилни външни части |
Ниска температура | Поддържа гъвкавост при студ | Зимно спортно оборудване, индустриални приложения на открито |
Дишане | До 10 000 g/m2/ден в някои степени | Спортно облекло, строителни материали |
Сила и здравина | Висока якост на опън и удължение при почивка | Промишлени части, защитна предавка |
Устойчивост на масло и мазнини | Отличен, особено в полиестерна основа | Автомобилни компоненти, индустриални уплътнения |
Механични свойства | Висока якост на удара, добър капацитет за носене на товар | Технически части, автомобилни интериорни компоненти |
Издръжливост | Висока устойчивост на износване | Обувки, индустриални колани, кабелни кокинг |
Устойчивост | Добро възстановяване от многократно стрес | Амортисьори, вибрационни амортисьори |
Устойчивост на хидролиза | Добър в TPU на базата на полиетер | Медицински тръби, подводни приложения |
Микробно съпротивление | Добър в TPU на базата на полиетер | Медицински изделия, оборудване за преработка на храни |
Стопилка за обработка | Може да се обработва с помощта на конвенционално термопластично оборудване | Различни формовани и екструдирани продукти |
Рециклируемост | Може да се разтопи и преработи многократно | Екологични дизайни на продукти |
Универсалността на TPU го прави материал в различни сектори. Нека да проучим как различните индустрии използват своите уникални имоти.
Автомобилният сектор широко използва TPU за своята издръжливост и гъвкавост.
Уплътнения и уплътнения : TPU осигурява стабилни, гъвкави уплътнения, устойчиви на температурни изменения и химикали. Той е идеален за уплътнения на вратите, уплътнения на прозореца и уплътнения на багажника.
Вътрешни компоненти : TPU предлага усещане за меко докосване, идеално за табла за управление и подлакътници. Той подобрява естетическия и тактилен опит на интериора на автомобилите.
Авиационни покрития : Гъвкавостта и здравината на материала осигуряват безопасно и ефективно внедряване на въздушна възглавница. Покритията на въздушните възглавници на TPU могат да издържат на внезапната сила на инфлацията.
Издръжливостта и гъвкавостта на TPU блестят в ежедневните потребителски стоки.
Телефонни случаи и електронна защита на устройството : Нейната устойчивост на въздействие и гъвкавост правят TPU идеални за защитни случаи. Тези случаи поглъщат шокове и предотвратяват повреда на устройствата.
Спортни стоки и оборудване : TPU се използва в различни спортни съоръжения. От подплънки на шлем до плувни перки, той осигурява издръжливост и гъвкавост.
Компоненти на обувки : Много подметки за обувки използват TPU за своята гъвкавост, издръжливост и устойчивост на приплъзване. Той засилва комфорта и безопасността в обувките.
В здравеопазването биосъвместимостта и гъвкавостта на TPU са от решаващо значение.
Медицински тръби и устройства : Гъвкавостта и способността на TPU да издържат на стерилизация го правят идеален за медицински тръби. Използва се и в различни медицински изделия.
Протетика и ортотика : Издръжливостта и комфортът на материала го правят подходящ за протезни крайници и ортотични устройства. TPU повишава качеството на живот за много пациенти.
Силата и устойчивостта на TPU към износване са ценни в индустриалните условия.
Конвейерни ленти и индустриални уплътнения : неговата издръжливост и гъвкавост правят TPU идеални за тези приложения. Той може да издържи постоянна употреба и тежки условия.
Хидравлични и пневматични маркучи : Устойчивостта на TPU към масла и химикали го прави идеален за тези маркучи. Той осигурява дълготрайна производителност в взискателни среди.
Дишането на TPU и водоустойчивите имоти са активи в текстилната индустрия.
Дишащи мембрани за спортно облекло : TPU позволява да избягат в влагата, докато блокират водата. Това поддържа спортистите сухи и удобни по време на интензивни дейности.
Водоустойчиви покрития : TPU може да се нанася като покритие върху тъканите. Той осигурява водоустойчивост, без да се компрометира дишането.
Електрическата индустрия се възползва от изолационните свойства на TPU.
Изолация за проводници и кабели : TPU предлага отлична електрическа изолация и гъвкавост. Той е идеален за кабелни кожи в различни среди.
Издръжливостта и гъвкавостта на TPU са ценни в строителството. Използвани ключови свойства
Мембрани за хидроизолация : TPU мембраните осигуряват ефективна водоустойчивост при покрива и други приложения. Те помагат за защита на структурите от увреждане на водата.
Еластични ставни материали : Еластичността на TPU го прави подходящ за разширителни фуги. Той позволява движение на строителство, като същевременно поддържа уплътнение.
TPU | на приложението | , използвани |
---|---|---|
Автомобил | Уплътнения, вътрешни части, капаци на въздушните възглавници | Издръжливост, гъвкавост, химическа устойчивост |
Потребителски продукти | Телефонни случаи, спортни стоки, обувки | Устойчивост на въздействие, гъвкавост, издръжливост |
Медицински | Тръби, протези | Биосъвместимост, гъвкавост, устойчивост на стерилизация |
Индустриален | Конвейерни ленти, маркучи | Устойчивост на износване, химическа устойчивост, издръжливост |
Текстил | Мембрани за спортни дрехи, водоустойчиви покрития | Дишане, водоустойчивост |
Тел и кабел | Изолация на кабела | Електрическа изолация, гъвкавост |
Строителство | Хидроизолация, съвместни материали | Водоустойчивост, еластичност |
Универсалността на TPU се простира до методите му за обработка. Нека да проучим различните начини за оформяне на този забележителен материал.
Инжекционното формоване е популярен метод за производство на сложни TPU части.
Ключови точки:
Разтопеният TPU се инжектира в кухина на плесен
Идеален за сложни форми със тесни допустими отклонения
Често използвани за ръкохватки, уплътнения и капачки
Изисквания за сушене: Уверете се, че съдържанието на остатъчната влага е ≤ 0,05% преди обработката. Това предотвратява мрачността в формовани части.
Екструзията е идеална за създаване на непрекъснати TPU форми.
Преглед на процеса:
TPU се стопи и принуждава чрез матрица
Екструдираният материал придобива формата на отварянето на матрицата
След това се охлажда и се нарязва на желаните дължини
Приложения:
Тръби
Листове
Профили
Съвет за сушене: Целта за остатъчно съдържание на влага ≤ 0,02% преди екструзия.
Компресионното формоване е идеално за големи, дебели стени TPU части.
Стъпки:
Поставете TPU материал в отопляема плесен
Прилагайте натиск, за да образувате желаната форма
Охладете и премахнете готовата част
Този метод е чудесен за производство на трайни, устойчиви на въздействие компоненти.
3D печат отваря нови възможности за производство на TPU.
Предимства:
Позволява сложни геометрии
Идеален за прототипиране и дребномащабно производство
Съвместими с FDM (моделиране на отлагане) и SLS (селективно лазерно синтероване) техники
Съвети за печат на FDM:
Използвайте екструдер Direct Drive за по -добър контрол
Задайте нагрята температура на леглото до 50 ± 10 ° C
Отпечатайте със скорост между 15-20 mm/s
Форнирането на удари е идеално за създаване на кухи TPU части.
Процес:
Екструдирайте TPU Parison (куха тръба)
Забийте го във плесен
Надуйте го с въздух, за да приемете формата на формата
Общи приложения:
Бутилки
Контейнери
Други кухи части, изискващи гъвкавост и сила
Обработването на разтворител се използва за TPU покрития и лепила.
Ключови точки:
TPU се разтваря в органични разтворители
Разтворът се прилага върху повърхностите
Тъй като разтворителят се изпарява, той оставя TPU покритие или лепилен слой
Приложения:
Ламиниран текстил
Защитни покрития
Функционални лепила
Метод на обработка | Основни предимства | Общи приложения |
---|---|---|
Инжекционно формоване | Сложни форми, тесни допустими отклонения | Хватки, уплътнения, шапки |
Екструзия | Непрекъснати форми | Тръби, чаршафи, профили |
Компресионно формоване | Големи части с дебелостенни стени | Трайни компоненти |
3D печат | Сложни геометрии, прототипиране | Персонализирани части, малки партиди |
Издухване | Кухи части | Бутилки, контейнери |
Обработка на разтворител | Покрития и лепила | Текстил, защитни слоеве |
Независимо от метода, правилното изсушаване на TPU преди обработката е от решаващо значение. Той осигурява оптимална производителност и предотвратява бритота в крайния продукт.
Когато избирате материали за вашия проект, може да срещнете както TPU, така и Tpe . Нека разбием различията им.
функция | TPU (термопластичен полиуретан) | TPE (термопластични еластомери) |
---|---|---|
Химичен състав | На базата на полиуретан | Смес от термопластично и еластомер |
Гъвкавост | Високо | Варира (обикновено високо) |
Твърдост | Широк обхват, обикновено по -трудно | Широк обхват, обикновено по -мек |
Устойчивост на абразия | Отличен | Добър за отлично |
Устойчивост на масло и мазнини | Отличен | Варира (обикновено добре) |
Прозрачност | Може да бъде прозрачен | Като цяло непрозрачен |
Еластичност | Отличен | Отличен |
Обработка | Инжекционно формоване, екструзия, формоване на удари | Инжекционно формоване, екструзия, формоване на удари |
Температурно съпротивление | Добър (варира по степен) | Умерено (варира по вид) |
Издръжливост | Високо | Умерен до висок |
Разходи | Като цяло по -високо | Като цяло по -ниско |
TPU се откроява в няколко области. Нека да проучим неговите уникални предимства.
Превъзходна устойчивост на абразия
TPU превъзхожда повечето материали в устойчивост на износване.
Той е идеален за приложения с високо триене като конвейерни ленти и подметки за обувки.
Отлична химическа устойчивост
TPU издържа на масла, мазнини и много разтворители.
Това го прави идеален за индустриални и автомобилни приложения.
Опции за прозрачност
За разлика от повечето TPE, TPU може да бъде направен кристално чист.
Той е чудесен за приложения, изискващи видимост, като медицински тръби.
Широк диапазон на твърдост
TPU предлага повече гъвкавост в нивата на твърдост.
Можете да намерите TPU от много мека до твърда пластмасова твърдост.
Силата на силата на опън
TPU поддържа здравина, като остава гъвкав.
Подходящ е за приложения за носене на товари.
Отлични нискотемпературни показатели
TPU остава гъвкав при студени условия.
Той е идеален за приложения на открито и зима.
UV съпротива
Някои степени на TPU предлагат превъзходна UV стабилност.
Това важи особено за алифатни ТПУ.
Персонализиране
Свойствата на TPU могат да бъдат прецизирани по време на производството.
Това позволява персонализирани решения на конкретни нужди от приложението.
Докато TPE има своите силни страни, TPU често печели в взискателни приложения. Уникалната му комбинация от свойства го прави универсален избор.
Помислете за вашите специфични нужди, когато избирате между TPU и TPE. TPU може да струва повече, но представянето му често оправдава инвестицията.
TPU вече е универсален материал, но можем допълнително да подобрим неговите свойства.
Смесването на TPU с други полимери може да създаде уникални комбинации от свойства.
Общи смеси:
TPU + полиетер: Подобрява гъвкавостта на ниската температура и устойчивостта на хидролизата
TPU + полиестер: Подобрява устойчивостта на нефт и въглеводороди
Тези смеси позволяват персонализирани решения в конкретни приложения. Те съчетават силните страни на различните материали.
Подсиленият TPU се превръща в структурен инженерен полимер. Придобива впечатляващи нови свойства.
Предимства на подсилването на фибри:
Повишена устойчивост на абразия
По -висока сила на удара
Подобрена устойчивост на гориво
Подобрени характеристики на потока
Типични подсилващи материали:
Стъклени влакна
Въглеродни влакна
Минерални пълнители
Подсилените TPU находки се използват в автомобилни части и индустриални компоненти с висок стрес.
Добавките могат да прецизират представянето на TPU. Те подобряват различни характеристики, за да отговорят на специфичните нужди.
Общи добавки и техните ефекти:
Антиоксиданти: предпазване от термично разграждане
UV абсорбатори: Подобряване на атмосферата
Забавници на пламъка: Подобряване на пожарната съпротива
Пластификатори: Увеличете гъвкавостта
Оцветители: Осигурете персонализирани цветове
Адитивна цел | Цели | Общи приложения |
---|---|---|
Антиоксиданти | Термична стабилност | Автомобилни части |
UV абсорбатори | Издръжливост на открито | Външни компоненти |
Забавници на пламъка | Пожарна безопасност | Кабелни кокоши |
Пластификатори | Повишена гъвкавост | Продукти с меко докосване |
Оцветители | Естетическа обжалване | Потребителски стоки |
Тези добавки позволяват на производителите да приспособяват TPU за специфични среди и употреби.
PCDS са смяна на играта в TPU Production. Те създават високоефективни полиуретани с изключителни свойства.
Предимства на TPU, базирани на PCD:
Екстремна издръжливост
Превъзходна химическа устойчивост
Подобрена хидролитична стабилност
По -голяма топлинна устойчивост
Подобрена устойчивост на абразия
Приложения на PCD-базирани TPU:
Високоефективни печати
Трайни покрития
Разширени медицински изделия
PCDS позволяват създаването на TPU оценки, които превъзхождат стандартните формулировки. Те са идеални за взискателни приложения.
Когато създавате TPU части, разбирането на производствения процес е от решаващо значение. Нека да проучим дизайнерските съображения за два популярни метода за 3D печат.
SLS предлага голяма свобода в дизайна на част от TPU. Той може да произвежда сложни геометрии без поддържащи структури.
Дебелина на стената: Целете най -малко 1,5 мм
Увеличаване до 3 mm за повишена твърдост
Минимален размер на характеристиките: 0,5 mm
Гравирани или релефни детайли: 1,5 мм височина и ширина
Тези насоки гарантират структурна цялост и точно възпроизвеждане на вашия дизайн.
SLS позволява сложни, затворени и заключващи части. Можете да проектирате компоненти, които не изискват отделен монтаж.
Съвети:
Поддържайте 1 mm минимален клирънс между части
Регулирайте клирънс за по -големи обекти
Това гарантира успешен печат и лесно сглобяване или движение на части.
Кухите части могат да спестят материал и да намалят времето за печат.
Ключови точки:
Включете дупки за бягство в издълбани части
Минимален диаметър за дупки за бягство: 1,5 mm
Избягащите отвори улесняват отстраняването на прах след печат, осигурявайки чист краен продукт.
FDM се използва широко за прототипиране и дребномащабно производство на TPU части.
Дебелина на стената: поне 1,5 мм
Минимален размер на характеристиките: 0,5 mm
Релефни или гравирани подробности: 1,5 мм височина и ширина
Тези размери предотвратяват изкривяването и осигуряват точен печат на вашия дизайн.
FDM има някои ограничения в сравнение със SLS. Дръжте дизайните си сравнително прости.
Насоки:
Избягвайте сложните блокиращи дизайни
Помислете за потенциални проблеми с адхезията на слоя
Опростяването на дизайните помага да се гарантира успешен печат и здрави окончателни продукти.
Правилните настройки са от решаващо значение за успешното отпечатване на FDM на TPU.
параметъра | Препоръчителна настройка на |
---|---|
Тип принтер | Директно задвижващ екструдер |
Температура на леглото | 50 ± 10 ° C. |
Скорост на печат | 15-20 mm/s |
Температура на екструзия | 225-250 ° C. |
Охлаждане | Среден до висок |
Допълнителни съвети:
Регулирайте мултипликатора на екструзия за силна връзка на слоя
Използвайте поли вместо салове
Деактивирайте прибирането, за да предотвратите разтягането на нишките
Тези настройки помагат да се постигнат оптимални резултати при отпечатване на TPU с FDM.
Докато TPU предлага множество предимства, това не е без предизвикателствата си.
TPU може да бъде сложен за обработка, особено за новите в материала.
Общи предизвикателства за обработка:
Чувствителност към влага
Тесен температурен диапазон на обработка
Тенденция да се придържате към метални повърхности
За справяне с тези проблеми:
Старателно изсушете TPU преди обработката
Използвайте прецизен контрол на температурата
Прилагайте агенти за освобождаване на плесен, когато е необходимо
Правилната подготовка и настройка на оборудването са от решаващо значение за успешната обработка на TPU.
TPU често е по -скъп от алтернативните материали. Това може да повлияе на бюджетите на проекта и ценообразуването на продуктите.
Фактори, влияещи върху цената на TPU:
Цени на суровините
Специализирано оборудване за обработка
Потенциална нужда от добавки или модификации
Въпреки по-високите авансови разходи, издръжливостта на TPU може да предложи дългосрочни спестявания. Помислете за общите разходи за жизнения цикъл, когато оценявате TPU за вашия проект.
Макар и универсален, TPU има своите граници. Може да не е подходящ за всички условия.
Потенциални ограничения: Производителност
Високотемпературна среда (над 80 ° C)
Продължително излагане на силна UV лъчение
Определени агресивни химикали
на околната среда | TPU |
---|---|
Силна топлина | Ограничена съпротива |
Силен UV | Може да се влоши с течение на времето |
Сурови химикали | Варира в зависимост от типа TPU |
Винаги тествайте TPU във вашата специфична среда за приложение преди пълно изпълнение.
Хидролизата може да бъде важен проблем, особено за TPU на базата на полиестер.
Ключови точки:
Влагата може да разгради TPU молекулярни вериги
Това води до загуба на механични свойства
Полиетни базирани TPU са по-устойчиви
За смекчаване на хидролизата:
Изберете TPU на базата на полиетер за среди с висока застраховка
Използвайте защитни покрития, когато е необходимо
Прилагат правилни процедури за сушене преди обработка
TPU намира нови роли в индустриите. Неговата гъвкавост отваря врати за иновативни приложения.
Потенциални бъдещи приложения:
Интелигентен текстил с интегрирани TPU сензори
3D отпечатани персонализирани медицински импланти
Разширени автомобилни компоненти за електрически превозни средства
Биоразградими опаковъчни материали
Тези приложения използват уникалните свойства на TPU. Те обещават да революционизират различни сектори.
Учените допълнително натискат възможностите на TPU. Новите формулировки засилват нейните вече впечатляващи свойства.
Предстоящи подобрения:
По -висока температурна устойчивост
Повишена стабилност на UV
Подобрена химическа устойчивост
Подобрена печатаемост за производството на добавки
Тези постижения ще разширят използваемостта на TPU. Те ще го направят подходящ за още по -взискателни приложения.
Устойчивостта е ключов фокус в развитието на TPU. Изследователите изследват екологични опции.
Зелени TPU тенденции:
Рециклирано съдържание TPU степени
Лесно рециклируеми TPU формулировки
TPU с намален въглероден отпечатък
TPU системи на водна основа за покрития
Тези иновации имат за цел да намалят въздействието върху околната среда на TPU. Те го правят по -устойчив избор за производителите.
Био базирани TPU придобиват сцепление. Те предлагат възобновяема алтернатива на традиционните TPU на базата на петрол.
Ключови точки:
Изработени от растителни материали
Намалена разчитане на изкопаемите горива
Потенциал за въглеродна неутралитет
Сравними показатели с традиционните TPU
на източника | Предимства | Предизвикателства |
---|---|---|
Царевица | Възобновяеми, изобилни | Загриженост за използването на земята |
Рициново масло | Нехранителна реколта, издръжливо растение | Ограничено доставка |
Водорасли | Бързорастящ, висок добив | Трудности в извличането |
Био-TPU все още се развиват. Те показват обещание за по -устойчиво бъдеще в пластмасите.
Бъдещето на TPU технологията изглежда светло. От нови приложения до по -зелени формулировки, TPU продължава да се адаптира и подобрява.
Тези тенденции отразяват нарастващите изисквания за ефективност и устойчивост. Те оформят следващото поколение TPU материали.
В обобщение, TPU Plastic предлага несравнима гъвкавост със своята смес от на якостта , гъвкавост и издръжливост . Разбирането на неговите свойства и методите на обработка е от съществено значение за изцяло използването на неговите ползи в различни индустрии. Докато иновациите продължават, на TPU потенциалът за персонализиране ще доведе до нови решения в автомобилни , медицински и потребителски продукти , което го прави съществен материал за съвременното производство.
Съвети: Може би се интересувате от всички пластмаси
Домашен любимец | PSU | PE | PA | Наднича | Стр |
Пом | PPO | TPU | Tpe | Сан | PVC |
Ps | PC | Pps | ABS | PBT | PMMA |
Team MFG е компания за бързо производство, която е специализирана в ODM и OEM стартира през 2015 г.