TPU là vật liệu phân tử có chứa - NH - COO - nhóm, rượu dibasic chuỗi dài và thành phần isocyanate tạo thành các phân đoạn mềm và rượu dibasic ngắn và thành phần isocyanate tạo thành phâ
Trang 1TỔNG QUAN NHỰA TPU
Chất liệu TPU là gì?
TPU là vật liệu phân tử có chứa - NH - COO - nhóm, rượu dibasic chuỗi dài và thành phần isocyanate tạo thành các phân đoạn mềm và rượu dibasic ngắn và thành phần
isocyanate tạo thành phân đoạn cứng, bản thân nó có tính đàn hồi tốt, tính chất vật lý tốt, dễ xử lý, kinh tế , TPU nhiều tính năng phụ thuộc vào các loại rượu dibasic chuỗi dài,
độ cứng của nó là sử dụng phân đoạn cứng để điều chỉnh, chất ổn định ánh sáng phụ gia lão hóa của nó để cải thiện, nhưng cũng phụ thuộc vào isocyanate thơm và aliphatic TPU có các tính chất cơ học, tính chất vật lý và môi trường tốt, đặc biệt là các tính chất
cơ học chủ yếu bao gồm độ cứng, độ bền kéo, đặc tính nén, độ bền xé, khả năng phục hồi và chống mài mòn, chống uốn và chống nhiễu, v.v Ngoài các tính chất này, TPU nhựa đàn hồi cũng có độ bền cắt cao và tác động
Chất liệu TPU là cách viết tắt của nhựa nhiệt dẻ Thermoplastic polyurethanes Đây là chất liệu tổng hòa giữa các đặc tính nổi trội polyurehthane với nhựa nhiệt dẻo Sự phối hợp giữa tính đàn hồi và hiệu quả gia công của nhựa nhiệt dẻo nên loại chất liệu này rất mềm, có độ bền tốt và khả năng chịu lực cao Đây là một loại nhựa Polyurethane nhưng khác với các loại khác ở nhiều tính chất như độ đàn hồi, độ trong suốt, có khả năng chống dầu mỡ, mài mòn rất tốt.Do đó, chất liệu này được sử dụng khá phổ biến hiện nay trong rất nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
TPU là dạng polyurethane đàn hồi chứa các phân đoạn có liên kết ngang vật lý mạnh Qúa trình polymer hóa đã được thực hiện hoàn toàn trong nhà máy và người sử dụng mua lại dưới dạng hạt nhựa Qúa trình polymer hóa thường được tiến hành trong lò phản ứng và dạng chảy được đổ lên băng tải để cho vào lò xấy cho đến khi quá trình polyme diễn ra hoàn toàn Polymer sau đó được nghiền, đùn, tạo viên và đóng gói TPU nói chung tan trong dung môi phân cực như là
dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMA) hay
dimethylsulfoxide (DMSO) Độ bền kéo của polyurethane
MDI/polyester diol/butanediol có thể đạt đến 40 Mpa, và độ cứng biến đổi trong khoảng 60 đến 75 D, tùy thuộc vào phân đoạn cứng
Polyurethane hút ẩm mạnh, do đó vật liệu này cần được bảo quản lạnh, ở khu vực khô ráo và phải làm khô trước khi đem
ép phun hay ép đùn Đặc biệt, máy ép phun có thiết kế trục vít phun có ba phần: phần nạp, nén và định lượng Chú ý khoảng
tỷ lệ của độ dài và đường kính vòng xoắn (L/D) nên ở khoảng
Trang 2giữa 16/1 và 20/1 Tỷ số nén thường khoảng 2:1 và 3:1
Polyurethane nhạy với ứng suất cắt, cần phải giảm tối thiểu giá trị ứng suất này Kích cỡ lượng phun cần nằm trong khoảng 25% đến 75% kích cỡ nòng phun và áp suất khoảng 0.45 –
0.60 tấn/cm2 vì polyurethane dạng chảy có độ nhớt cao.
Các TPU hiện có có thể được chia thành hai nhóm, dựa trên hóa học phân đoạn mềm:
1 polyester dựa trên polyester (chủ yếu bắt nguồn từ este axit adipic)
2 polyether dựa trên TPU (chủ yếu dựa trên tetrahydrofuran (THF) ete) Sự khác biệt giữa hai nhóm này được nêu trong bảng dưới đây:
Bảng Thuộc Tính
Bảng 1: Sự khác biệt chính giữa TPU và polyether dựa trên TPU.
(A = xuất sắc; B = tốt; C = chấp nhận; D = nghèo; F = rất nghèo)
Bất động sản TPU dựa trên TPU Polyether dựa trên TPU
Trang 3Kháng hóa chất A D
Nói cách khác, TPU dựa trên polyether chỉ được sử dụng trong trường hợp cần có sự thủy phân và kháng vi sinh vật tuyệt vời, cũng như trong trường hợp sự linh hoạt nhiệt độ cực thấp là rất quan trọng
Khi hiệu suất ánh sáng ổn định và không màu vàng được yêu cầu, sử dụng các loại chất béo dạng rắn dựa trên các isocyanat béo
Gần đây, BASF đã đi tiên phong trong việc liên kết chéo trong quá trình sản xuất TPU, có thể thực hiện bằng cách thêm các crosslinker lỏng và sử dụng một masterbatch TPU sinh học thực vật đã được phát triển cho các ứng dụng đàn hồi dẻo nhiệt dẻo của Merquinsa và GRECO, được bán trên thị trường tương ứng là Pearlthane ECO và Isothane
Thông số kỹ thuật điển hình:
Tiêu chuẩn K series
Loại polyester loại chung, độ cứng Shore 60A ~ 72D với độ bền cơ học tuyệt vời, chống mài mòn và kháng dung môi Thích hợp cho phun đùn, màng thổi,
vv, được sử dụng trong bánh xe, phụ kiện giày,dây nịt, thiết bị thể thao, ống khi nén, giày thể thao, đệm không khí,
Trong suốt Loạt TK
Lớp trong suốt cao vớ độ bền cơ học tuyệt vời, chống mài mòn và kháng dung môi Thích hợp để tiêm, đùn, màng thổi, có thể được áp dụng cho các sản phẩm đòi hỏi độ trong suốt cao, chẳng hạn như bánh xe trong suốt, dây đai, nút, giày thể thao và đệm không khí
Loại đa
năng Dòng EK
Lớp polyether, độ bèn cơ học cao, kháng thủy phân tuyệt vời, kháng khuẩn, và chịu nhiệt độ thấp Thích hợp cho tiêm, đùn, vv, có thể được áp dụng cho phim, túi nước, thiết bị y tế và các lĩnh vực khác
Đặc điểm nổi bật của chất liệu nhựa TPU
Trang 4Nhờ sự kết hợp tổng hòa của polyurehthane về độ đàn hồi và ưu điểm tối ưu của nhựa nhiệt dẻo mà chất liệu TPU có rất nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với các loại nhựa thông thường.
+ Là một trong những loại nhựa an toàn cho sức khỏe, thân thiện với môi trường.
+ Độ đàn hồi cực tốt, hệ số co giãn cao, đặc biệt mềm dẻo do đó các sản phẩm sử dụng chất liệu TPU dễ dàng có thể uốn cong hoặc gấp lại nhỏ gọn.
+ TPU có khả năng kháng được các tia UV tác động.
+ Nhựa TPU có khả năng chịu nhiệt lạnh cực tốt, mức nhiệt có thể xuống tới -50 độ C.
+ Các chế phẩm sử dụng chất liệu nhựa TPU có khả năng chống oxy hóa và không dễ bị ố vàng trong suốt quá trình sử dụng.
_ Khả năng chịu lực cao nên các sản phẩm làm bằng chất liệu này không lo bị biến dạng khi có lực tác động tới.
_ Có khả năng chống nứt, chống cắt cao
- Trong suốt
- TPU có thể sử dụng để bảo vệ các bề mặt khác như: thủy tinh,….
-Có khả năng khánh dầu mỡ
Gia công TPU (Thermoplastic Polyurethane Elastomer)
TPU là dạng polyurethane đàn hồi chứa các phân đoạn có liên kết ngang vật
lý mạnh Qúa trình polymer hóa đã được thực hiện hoàn toàn trong nhà máy
và người sử dụng mua lại dưới dạng hạt nhựa Qúa trình polymer hóa thường được tiến hành trong lò phản ứng và dạng chảy được đổ lên băng tải để cho vào lò xấy cho đến khi quá trình polyme diễn ra hoàn toàn Polymer sau đó được nghiền, đùn, tạo viên và đóng gói TPU nói chung tan trong dung môi phân cực như là dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMA) hay dimethylsulfoxide (DMSO) Độ bền kéo của polyurethane MDI/polyester
diol/butanediol có thể đạt đến 40 Mpa, và độ cứng biến đổi trong khoảng 60 đến 75 D, tùy thuộc vào phân đoạn cứng Polyurethane hút ẩm mạnh, do đó vật liệu này cần được bảo quản lạnh, ở khu vực khô ráo và phải làm khô trước khi đem ép phun hay ép đùn Đặc biệt, máy ép phun có thiết kế trục vít phun có ba phần: phần nạp, nén và định lượng Chú ý khoảng tỷ lệ của độ dài
và đường kính vòng xoắn (L/D) nên ở khoảng giữa 16/1 và 20/1 Tỷ số nén thường khoảng 2:1 và 3:1 Polyurethane nhạy với ứng suất cắt, cần phải giảm tối thiểu giá trị ứng suất này Kích cỡ lượng phun cần nằm trong khoảng
Trang 525% đến 75% kích cỡ nòng phun và áp suất khoảng 0.45 – 0.60 tấn/cm2 vì polyurethane dạng chảy có độ nhớt cao.
TPU đùn đòi hỏi máy đùn có mô men xoắn mạnh tương đương với các máy nhiệt dẻo khác Chú ý tỷ số nén trục vít là 2.5:1 và tối thiểu tỷ lệ L/D là 24:1 cho các loại polyurethane.
TPU cũng có thể phun vào khuôn và yêu cầu thiết kế trục vít giống như máy đùn Cả dạng ép phun và phun vào khuôn đều cần được làm nóng ở 100 độ C trong 24 giờ để cấu trúc đạt cân bằng, giảm tối đa sự gião nhiệt và sự nén không đồng đều Lĩnh vực ứng dụng chính của TPU là để tạo ra các sản phẩm đúc, con lăn (roller – ru lô) bánh xe, khớp nối, gioăng (seal), miếng lót (đệm-gasket) kỹ thuật cho các máy thủy lực, đế dày (shoe soles), con lăn máy in và các chi tiết máy khác.
Quy Trình Sản Xuất
Chất liệu nhựa TPU là sử dụng vật liệu tổng hợp màng TPU trên các loại vải khác nhau
để tạo thành vật liệu tổng hợp, kết hợp với các đặc tính của hai loại vải để có được một loại vải mới Có hai cách để tạo ra chất liệu nhựa TPU, một cách gọi là dán sau: trước tiên Màng TPU và sau đó dán và dán với vải, và cái còn lại được gọi là composite trực tuyến: bôi keo tốt hoặc không dính lên vải, và trực tiếp làm cho TPU chảy trên vải để làm vải tổng hợp TPU hoặc vải lưới
Ứng dụng sản phẩm
TPU là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta TPU
có mặt trong giày dép, áo quần chúng ta mặc, trong xe chúng ta lái, trong dụng
cụ ta dùng, và còn có mặt trong hàng loạt các thiết bị thể thao Nhưng đó chưa phải là tất cả, còn rất nhiều minh chứng cho thấy sự hữu ích của TPU trong việc hoàn thiện cuộc sống của chúng ta.
Dùng nhiều trong sản xuất màng film kỹ thuật, xử lý bề mặt vải, băng tải, ống dẫn, cáp nhựa TPU
– Dùng trong ngành sản xuất ôtô bao gồm nội – ngoại thất và khung xe – Dùng trong ngành thể thao và giải trí như ván trượt tuyết, giày và
Ngoài ra những ứng dụng của TPU trong nông nghiệp, ngành cơ khí và các ngành công nghiệp khác cũng không kém phần quan trọng.
* * Màng Film kỹ thuật TPU, bề mặt vải, ống dẫn, cáp
** Đế giày thời trang, giày thể thao, dụng cụ thể thao, đế máy tính
** Sản xuất linh kiện nội ngọai xe ô tô, thiết bị thể thao.
Trang 6Hiện tại ở Việt Nam ứng dụng phổ biến nhất vẫn là ốp lưng dành cho điện thoại, nhựa dẻo TPU có độ định hình tốt hơn silicon nhiều, giúp ốp lưng vẫn mỏng mà vẫn ôm máy chắc chắn chứ không bị lòng lẻo như nhựa Silicon Bên cạnh đó Nhựa TPU cũng lâu bị ố vàng hơn silicon Nhựa TPU dẻo cũng có khả năng chống rão khá tốt, bạn có thể sử dụng trong 1 thời gian dài mà không lo bị nhão hay rão ra khi sử dụng.
Ốp lưng điện thoại bằng nhựa nhiệt dẻo TPU
Trang 7Ch t li u nh a TPU có an toàn không? ấ ệ ự
Tuy được ứng dụng nhiều trong đời sống là vậy nhưng nhựa TPU vẫn bị nhiều người nghi ngờ về mức độ an toàn Thực tế cho thấy loại chất liệu này hoàn toàn với con người, thậm chí còn được sử dụng trong các đồ vật của trẻ em Bên cạnh
đó, các nghiên cứu cho thấy nhựa TPU đủ an toàn để đưa vào sản xuất các vật dụng liên quan Hơn nữa, mỗi khi đưa vào sản xuất, loại nhựa này đều được kiểm duyệt gắt gao và kỹ càng nhằm đảm bảo không chứa bất kỳ chất độc hại nào.