TPU పదార్థాల సంశ్లేషణ, ప్రాసెసింగ్, పనితీరు మరియు అప్లికేషన్

TPU (థర్మోప్లాస్టిక్ పాలియురేతేన్)ఇది వేడి చేయడం ద్వారా ప్లాస్టిసైజ్ చేయగల మరియు ద్రావకాల ద్వారా కరిగించగల ఒక రకమైన పాలియురేథేన్. మిక్సింగ్ టైప్ మరియు కాస్టింగ్ టైప్ పాలియురేథేన్‌తో పోలిస్తే, థర్మోప్లాస్టిక్ పాలియురేథేన్ రసాయన నిర్మాణంలో రసాయన క్రాస్‌లింకింగ్ ఉండదు లేదా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు దాని అణువులు ప్రాథమికంగా సరళంగా ఉంటాయి, కానీ కొంత భౌతిక మార్పిడి ఉంటుంది.
1958లో స్కోలెన్‌బెర్గర్ సి.ఎస్. మొదటిసారిగా ప్రతిపాదించిన, భౌతిక మార్పిడి అని పిలవబడే భావన, పాలియురేథేన్ యొక్క సరళ అణు గొలుసులు వేడికి లేదా ద్రావకాలకు గురైనప్పుడు వాటి మధ్య తిరోగమన "అనుసంధాన బిందువులు" ఏర్పడటాన్ని సూచిస్తుంది. ఇది నిజానికి ఒక రసాయన క్రాస్‌లింక్ కాదు. కానీ ఇది ఒక రసాయన క్రాస్‌లింక్‌లా పనిచేస్తుంది. ఈ భౌతిక క్రాస్‌లింకింగ్ ఫలితంగా, పాలియురేథేన్ ఒక విజాతీయ స్వరూపాత్మక నిర్మాణ సిద్ధాంతాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, మరియు పాలియురేథేన్‌లోని హైడ్రోజన్ బంధం దాని స్వరూపాన్ని బలపరిచి, అధిక తేమను తట్టుకునేలా చేస్తుంది.

TPU వర్గీకరణ ఏమిటి?

TPU అంటే ఏమిటో ఇప్పుడు మనకు తెలిసింది కాబట్టి, దాని వర్గీకరణలు ఏమిటి? వివిధ వర్గీకరణ ప్రమాణాల ప్రకారం, TPU అనేక విభిన్న వర్గీకరణలను కలిగి ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, మృదువైన భాగం యొక్క నిర్మాణం ప్రకారం, దీనిని పాలిస్టర్ రకం, పాలిఈథర్ రకం మరియు బ్యూటాడైన్ రకంగా విభజించవచ్చు, వీటిలో వరుసగా ఎస్టర్ గ్రూప్, ఈథర్ గ్రూప్ లేదా బ్యూటీన్ గ్రూప్ ఉంటాయి. కఠినమైన భాగం యొక్క నిర్మాణం ప్రకారం, దీనిని యురేథేన్ రకం మరియు యురేథేన్ యూరియా రకంగా విభజించవచ్చు, ఇవి వరుసగా డయోల్ చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లు లేదా డైఅమైన్ చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌ల నుండి పొందబడతాయి. సాధారణ విభజన పాలిస్టర్ రకం మరియు పాలిఈథర్ రకంగా ఉంటుంది.
క్రాస్‌లింకింగ్ ఉనికి లేదా లేకపోవడాన్ని బట్టి, దీనిని స్వచ్ఛమైన థర్మోప్లాస్టిక్ మరియు సెమీ-థర్మోప్లాస్టిక్‌గా విభజించవచ్చు. మొదటిది క్రాస్‌లింకింగ్ బంధాలు లేని స్వచ్ఛమైన సరళ నిర్మాణం; రెండవది తక్కువ మొత్తంలో అల్లోఫనేట్ మరియు ఇతర క్రాస్‌లింకింగ్ బంధాలను కలిగి ఉంటుంది. తుది ఉత్పత్తుల ఉపయోగాన్ని బట్టి, దీనిని ప్రత్యేక ఆకారపు భాగాలు (వివిధ యాంత్రిక భాగాలు), పైపులు (షీత్‌లు, రాడ్ ప్రొఫైల్స్), ఫిల్మ్‌లు (షీట్లు), అడెసివ్‌లు, కోటింగ్‌లు మరియు ఫైబర్‌లుగా విభజించవచ్చు.

TPU ఎలా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది

TPUలో అనేక వర్గీకరణలు ఉన్నప్పటికీ, అణు నిర్మాణం పరంగా అవన్నీ పాలియురేథేన్‌కు చెందినవే. మరి అది ఎలా ఏర్పడింది? విభిన్న సంశ్లేషణ ప్రక్రియల ప్రకారం, దీనిని ప్రధానంగా బల్క్ పాలిమరైజేషన్ మరియు సొల్యూషన్ పాలిమరైజేషన్‌గా విభజించారు.

బల్క్ పాలిమరైజేషన్‌లో, పూర్వ-చర్య ఉందా లేదా అనేదానిని బట్టి దీనిని పూర్వ-పాలిమరైజేషన్ పద్ధతి మరియు ఏక-దశ పద్ధతిగా విభజించవచ్చు: పూర్వ-పాలిమరైజేషన్ పద్ధతిలో డైఐసోసయనేట్‌ను మాక్రోమాలిక్యులర్ డైయోల్‌తో ఒక నిర్దిష్ట కాలం పాటు చర్య జరిపి, ఆపై TPUను ఉత్పత్తి చేయడానికి చైన్ ఎక్స్‌టెన్షన్‌ను కలుపుతారు; మాలిక్యులర్ డైయోల్స్, డైఐసోఎస్టర్స్ మరియు చైన్ ఎక్స్‌టెండర్లను ఏకకాలంలో కలిపి చర్య జరిపి TPUను ఏర్పరుస్తారు.
ద్రావణ పాలిమరైజేషన్ అంటే మొదట డైఐసోసయనేట్‌ను ద్రావణిలో కరిగించి, ఆపై మాక్రోమాలిక్యులర్ డైయోల్‌ను జోడించి నిర్దిష్ట కాలం పాటు చర్య జరిపించి, చివరగా చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌ను జోడించి TPUను ఉత్పత్తి చేయడం.
TPU యొక్క మృదువైన భాగం రకం, అణుభారం, గట్టి భాగం లేదా మృదువైన భాగం పరిమాణం మరియు TPU సముదాయ స్థితి అనేవి దాని సాంద్రతను ప్రభావితం చేస్తాయి. దీని సాంద్రత 1.10 మరియు 1.25 మధ్య ఉంటుంది, ఇది ఇతర రబ్బర్లు మరియు ప్లాస్టిక్‌ల కంటే గణనీయంగా భిన్నంగా లేదు. ఒకే కాఠిన్యం వద్ద, పాలిస్టర్ TPU కంటే పాలిఈథర్ TPU యొక్క సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది.

TPU ఎలా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది

తుది ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి TPU రెసిన్‌ను ప్రాసెస్ చేయవలసి ఉంటుంది, మరియు TPU ప్రధానంగా ద్రవీభవన పద్ధతి మరియు ద్రావణ పద్ధతి ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది. దీని అణు నిర్మాణం, డైఫినైల్‌మీథేన్ డైఐసోసయనేట్ (MDI) లేదా టోలుయీన్ డైఐసోసయనేట్ (TDI) లను ఒక చైన్ ఎక్స్‌టెండర్ మరియు డైఫినైల్‌మీథేన్ డైఐసోసయనేట్ (MDI) లేదా టోలుయీన్ డైఐసోసయనేట్ (TDI) వంటి డైఐసోసయనేట్ అణువులతో చర్య జరిపి, స్థూల అణు పాలియోల్స్ ఏకాంతరంగా చర్య జరిపి సరళమైన భాగాలను ఏర్పరచడం ద్వారా పొందిన ఒక దృఢమైన దిమ్మె.

మెల్ట్ ప్రాసెసింగ్ అనేది ప్లాస్టిక్స్ పరిశ్రమలో సాధారణంగా ఉపయోగించే ఒక ప్రక్రియ: మిక్సింగ్, క్యాలెండరింగ్, ఎక్స్‌ట్రూషన్, బ్లో మోల్డింగ్ మరియు మోల్డింగ్ (ఇంజెక్షన్, కంప్రెషన్, ట్రాన్స్‌ఫర్ మరియు సెంట్రిఫ్యూగేషన్ మొదలైనవి). సొల్యూషన్ ప్రాసెసింగ్ అంటే పెల్లెట్‌లను ద్రావకాలలో కరిగించడం లేదా ద్రావకాలలో నేరుగా పాలిమరైజేషన్ చేయడం. ద్రావణాన్ని తయారు చేసిన తర్వాత, కోటింగ్, స్పిన్నింగ్ మొదలైనవి నిర్వహిస్తారు.
TPU తుది ఉత్పత్తిగా తయారు చేయబడుతుంది, దీనికి సాధారణంగా వల్కనైజేషన్ మరియు క్రాస్-లింకింగ్ చర్య అవసరం ఉండదు, దీనివల్ల ఉత్పత్తి చక్రం కుదించబడుతుంది మరియు వ్యర్థ పదార్థాలను రీసైకిల్ చేసి తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు.

TPU పనితీరు

కాస్ట్ పాలియురేథేన్ (ద్రవ) మరియు మిక్సింగ్ పాలియురేథేన్ (ఘన) లాగానే, TPU కూడా అధిక మాడ్యులస్, అధిక బలం, అధిక సాగుదల మరియు అధిక స్థితిస్థాపకత, అద్భుతమైన అరుగుదల నిరోధకత, నూనె నిరోధకత, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత మరియు వృద్ధాప్య నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. వాటిలో, అధిక తన్యత బలం, అధిక సాగుదల మరియు తక్కువ దీర్ఘకాలిక సంపీడన సెట్ అనేవి TPU యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలు.

1. అధిక తన్యత బలం మరియు అధిక సాగుదల
TPU అద్భుతమైన తన్యత బలం మరియు సాగుదల కలిగి ఉంటుంది. క్రింది పటంలోని డేటా నుండి, పాలివినైల్ క్లోరైడ్ ప్లాస్టిక్ మరియు రబ్బరుతో పోలిస్తే పాలిఈథర్ TPU యొక్క తన్యత బలం మరియు సాగుదల చాలా మెరుగ్గా ఉన్నాయని మనం చూడవచ్చు.

అంతేకాకుండా, TPU తయారీ ప్రక్రియలో ఎలాంటి సంకలితాలను కలపకుండా లేదా చాలా తక్కువగా కలిపి ఆహార పరిశ్రమ అవసరాలను తీర్చగలదు, ఇది PVC మరియు రబ్బరు వంటి ఇతర పదార్థాలకు కష్టమైన విషయం.

2. స్థితిస్థాపకత ఉష్ణోగ్రతకు చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది
TPU యొక్క స్థితిస్థాపకత అనేది, విరూపణ ఒత్తిడిని విడుదల చేసిన తర్వాత దాని అసలు ఆకృతికి వేగంగా తిరిగి వచ్చే సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. దీనిని పునరుద్ధరణ శక్తి ద్వారా వ్యక్తపరుస్తారు, అనగా, విరూపణకు అవసరమైన పనికి మరియు విరూపణ సంకోచ పనికి మధ్య గల నిష్పత్తి. ఇది ఎలాస్టోమర్ యొక్క డైనమిక్ మాడ్యులస్ మరియు అంతర్గత ఘర్షణపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఉష్ణోగ్రతకు చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది.

ఉష్ణోగ్రత తగ్గే కొద్దీ స్ప్రింగ్‌బ్యాక్ తగ్గుతుంది, ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వరకు స్థితిస్థాపకత మళ్ళీ వేగంగా పెరుగుతుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రతే మృదువైన భాగం యొక్క స్ఫటికీకరణ ఉష్ణోగ్రత, ఇది మాక్రోమాలిక్యులర్ డయోల్ యొక్క నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు పాలిఈథర్ TPUలో ఇది పాలియెస్టర్ TPU కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. స్ఫటికీకరణ ఉష్ణోగ్రత కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఎలాస్టోమర్ చాలా గట్టిగా మారి దాని స్థితిస్థాపకతను కోల్పోతుంది, అందువల్ల, దాని రీబౌండ్ ఒక గట్టి లోహ ఉపరితలం నుండి వెనక్కి ఎగిరినట్లుగా ఉంటుంది.

3. కాఠిన్య పరిధి షోర్ A60~D80
కఠినత్వం అనేది ఒక పదార్థం యొక్క ఆకారం మారడాన్ని, గీతలను మరియు గాట్లను నిరోధించే సామర్థ్యానికి సూచిక.
మృదువైన మరియు గట్టి గొలుసు భాగాల నిష్పత్తిని సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా TPU యొక్క గట్టిదనాన్ని సర్దుబాటు చేయవచ్చు. అందువల్ల, TPU సాపేక్షంగా విస్తృత గట్టిదన పరిధిని కలిగి ఉంటుంది. దీని గట్టిదనం షోర్ A60 నుండి D80 వరకు ఉంటుంది, ఇది రబ్బరు మరియు ప్లాస్టిక్ గట్టిదనాన్ని కలుపుతుంది, మరియు మొత్తం గట్టిదన పరిధిలో విస్తృత శ్రేణి గట్టిదనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అధిక స్థితిస్థాపకత.
కాఠిన్యంలో మార్పుతో, TPU యొక్క కొన్ని లక్షణాలు మారుతాయి. ఉదాహరణకు, TPU యొక్క కాఠిన్యం పెరిగితే, పెరిగిన తన్యత మాడ్యులస్ మరియు చీలిక బలం, పెరిగిన దృఢత్వం మరియు సంపీడన ఒత్తిడి (భార సామర్థ్యం), తగ్గిన సాగుదల, పెరిగిన సాంద్రత మరియు గతిశీల ఉష్ణోత్పత్తి, మరియు పెరిగిన పర్యావరణ నిరోధకత వంటి పనితీరు మార్పులు ఉంటాయి.

TPU యొక్క అప్లికేషన్ ఫీల్డ్

TPUను మొట్టమొదటగా 1958లో అమెరికన్ గూడ్రిచ్ కెమికల్ కంపెనీ (ప్రస్తుతం లూబ్రిజోల్) విజయవంతంగా వాణిజ్యీకరించింది, అప్పటి నుండి ప్రపంచవ్యాప్తంగా దీనిపై పరిశోధనలు జరిగి, విస్తరించబడింది. ప్రస్తుతం, TPU ముడి పదార్థాల తయారీదారులలో ప్రధానంగా BASF, కోవెస్ట్రో, లూబ్రిజోల్, హంట్స్‌మన్, వాన్‌హువా కెమికల్, షాంఘై హెంగాన్, రుయిహువా, అసహికావా కెమికల్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.
అద్భుతమైన పనితీరు గల ఎలాస్టోమర్‌గా, TPU అనేక రకాల అనుబంధ ఉత్పత్తులను కలిగి ఉంది మరియు నిత్యావసరాలు, క్రీడా వస్తువులు, బొమ్మలు, అలంకరణ సామగ్రి మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ కొన్ని ఉదాహరణలు ఉన్నాయి.
1. షూ మెటీరియల్
TPU దాని అద్భుతమైన స్థితిస్థాపకత మరియు అరుగుదల నిరోధకత కారణంగా ప్రధానంగా షూ మెటీరియల్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణ పాదరక్షలతో పోలిస్తే, TPU కలిగిన పాదరక్షలు ధరించడంలో చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటాయి, కాబట్టి వీటిని ఉన్నత శ్రేణి పాదరక్షలలో, ముఖ్యంగా కొన్ని స్పోర్ట్స్ షూలు మరియు క్యాజువల్ షూలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.


2. గొట్టం
TPU హోస్‌కు మృదుత్వం, మంచి తన్యత బలం, తాకిడి బలం మరియు అధిక, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత ఉన్నందున, చైనాలో విమానాలు, ట్యాంకులు, ఆటోమొబైల్స్, మోటార్‌సైకిళ్లు, యంత్ర పరికరాలు మరియు ఇతర యాంత్రిక పరికరాల గ్యాస్ మరియు ఆయిల్ రవాణా కోసం దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.



3. కేబుల్
TPU చిరుగు నిరోధకత, అరుగుదల నిరోధకత మరియు వంగే లక్షణాలను అందిస్తుంది, మరియు అధిక, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత కేబుల్ పనితీరుకు కీలకం. అందువల్ల, చైనా మార్కెట్‌లో, కంట్రోల్ కేబుల్స్ మరియు పవర్ కేబుల్స్ వంటి ఉన్నత శ్రేణి కేబుల్స్‌లో, సంక్లిష్టమైన డిజైన్‌లు గల కేబుల్స్ యొక్క పూత పదార్థాలను రక్షించడానికి TPUని ఉపయోగిస్తున్నారు, మరియు దీని ఉపయోగాలు నానాటికీ మరింత విస్తృతమవుతున్నాయి.



4. వైద్య పరికరాలు
TPU అనేది PVCకి ఒక సురక్షితమైన, స్థిరమైన మరియు అధిక నాణ్యత గల ప్రత్యామ్నాయం. దీనిలో థాలేట్ వంటి హానికరమైన రసాయన పదార్థాలు ఉండవు, మరియు ఇది వైద్య కాథెటర్లు లేదా వైద్య బ్యాగులలోని రక్తం లేదా ఇతర ద్రవాలలోకి చేరి దుష్ప్రభావాలను కలిగించదు. ఇప్పటికే ఉన్న PVC పరికరాలలో కొద్దిపాటి సర్దుబాటుతో ఎక్స్‌ట్రూషన్ గ్రేడ్ మరియు ఇంజెక్షన్ గ్రేడ్ TPUని సులభంగా ఉపయోగించవచ్చు.