- Инженерный термопластичный полиуретан (ETPU): что нужно знать об этом материале?
- Что такое инженерный термопластичный полиуретан (ETPU)?
- Как производится инженерный термопластичный полиуретан?
- Свойства инженерного термопластичного полиуретана (ETPU)
- Области применения инженерного термопластичного полиуретана
- Преимущества использования инженерного термопластичного полиуретана
- Недостатки использования инженерного термопластичного полиуретана
- Как модифицированный термопластичный полиуретан влияет на здоровье человека?
- Является ли модифицированный термопластичный полиуретан токсичным?
- В чем разница между инженерным термопластичным полиуретаном и термопластичным эластомером?
Инженерный термопластичный полиуретан (ETPU): что нужно знать об этом материале?
В этой статье более подробно рассказывается о том, что такое термопластичный полиуретан, инженерный (ETPU), как он производится, его свойствах, вариантах использования, преимуществах, недостатках и его потенциальном влиянии на здоровье человека.
Что такое инженерный термопластичный полиуретан (ETPU)?
На химическом уровне инженерный термопластичный полиуретан представляет собой блок-сополимер, состоящий из чередующихся жестких и мягких сегментов.
Изменение пропорции каждого из этих сегментов приведет к разной твердости, что позволит выполнить значительную настройку.
Эта методология отличается от других методов размягчения, таких как добавление пластификаторов к обычным термопластам (что приводит к ослаблению материала).
Тип жестких и мягких сегментов в ETPU будет определять свойства термопластичного полиуретана, включая уровень непрозрачности.
- Жесткие сегменты — они могут состоять из алифатических или ароматических изоцианатов. Эти сегменты делают материал более жестким и прочным.
- Мягкие сегменты — они состоят из прореагировавшего полиола, либо простого полиэфира, либо сложного полиэфира. Эти сегменты придают материалу характерную гибкость.
Как производится инженерный термопластичный полиуретан?
Технический термопластичный полиуретан (ETPU) пластик производится путем взаимодействия диизоцианата с одним или несколькими диолами (диолами с длинной или короткой цепью).
Соотношения этих компонентов могут варьироваться для создания широкого диапазона физических свойств.
Этот материал используется в качестве стандартного термопластика и может подвергаться литью под давлением, формованию с раздувом, формованию под давлением, 3D-печати или экструзии.
Кроме того, могут быть добавлены пенообразователи для создания пены с закрытыми порами для использования в амортизирующих приложениях.
Свойства инженерного термопластичного полиуретана (ETPU)
Свойства инженерного термопластичного полиуретана (ETPU) показаны в таблице ниже. Перечисленные значения представляют собой типичные или средние свойства ETPU материала.
На рынке представлено множество различных марок, поэтому обратите внимание, что некоторые специализированные составы могут не соответствовать диапазону свойств, перечисленных ниже.
| Свойства | Диапазон |
|---|---|
|
Прочность на растяжение (МПа) |
от 20 до 60 |
|
Удлинение при текучести (%) |
от 350 до 800 |
|
Модуль упругости (ГПа) |
от 0,03 до 0,7 |
|
Температура плавления (градусы C) |
от 120 до 220 |
|
Плотность (г/см3) |
от 1,05 до 1,34 |
|
Максимальная рабочая температура — длительная выдержка (C) |
90 на 90 |
|
Максимальная рабочая температура — короткое воздействие (C) |
от 120 до 135 |
|
Теплопроводность Вт/(мК) |
от 0,014 до 0,5 |
|
Твердость (по шкале Шора) |
от 70А до 88Д |
Таблица 1. Свойства ETPU
Области применения инженерного термопластичного полиуретана
ETPU используется во многих различных приложениях, в первую очередь из-за его гибкости и прочности. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных применений инженерного термопластичного полиуретана.
- Медицинские изделия: ETPU идеально подходит для катетеров, инфузионных трубок, кабелей медицинских инструментов, масок для анестезии и кислородных масок. Эти компоненты часто прозрачны для целей контроля и обычно не производятся с какими-либо добавками.
- Применение ТПУ в автомобилестроении: ETPU обладает отличной стойкостью к царапинам, что делает его идеальным материалом для изготовления деталей с интенсивным использованием, таких как ручки переключения передач и кнопки приборов.
- Спортивные товары: материалы ETPU хорошо подходят для изготовления подушек для обуви и амортизаторов благодаря гибкости материала и устойчивости к атмосферным воздействиям.
- Промышленные инструменты: ETPU идеально подходит для эргономичных захватов таких инструментов, как дрели или другие ручные инструменты. Гибкий ETPU часто наплавляется на более жесткие термопластичные материалы.
- Ламинаты: ETPU используется в качестве ламината между стеклянными панелями из-за его превосходных оптических свойств.
Преимущества использования инженерного термопластичного полиуретана
Основными преимуществами термопластичного полиуретана являются:
- ETPU идеально подходят для медицинских применений, поскольку они биосовместимы (при условии, что не используются добавки).
- Алифатические ETPU можно сделать оптически прозрачными, и они сохранят ту же прозрачность даже при воздействии УФ-излучения.
- ETPU остается гибким и ударопрочным даже при низких температурах.
- ETPU химически устойчив ко многим растворителям и жирам.
Недостатки использования инженерного термопластичного полиуретана
Недостатки инженерного термопластичного полиуретана:
- ETPU, как правило, дороже, чем другие термопласты.
- ETPU сложнее обрабатывать; они должны обрабатываться в узком диапазоне температур и в очень сухих условиях.
- ETPU на основе полиэстера легко впитывают влагу, что со временем приводит к разложению материала.
- Ароматические ETPU имеют тенденцию разлагаться под воздействием УФ-излучения или тепла. Будучи прозрачным, этот сорт термопластичного полиуретана также имеет тенденцию к пожелтению под воздействием УФ-излучения.
Как модифицированный термопластичный полиуретан влияет на здоровье человека?
ETPU широко используется в медицине. Однако следует отметить, что не все ETPU одинаковы. К числу основных источников потенциально вредных химических веществ относятся различные добавки, используемые для улучшения или усиления свойств ETPU.
Таким образом, медицинские приложения, в которых продукты ETPU будут вступать в непосредственный контакт с тканью, обычно не содержат добавок.
Устранение этих добавок снижает вероятность раздражения кожи или дерматита при длительном контакте с кожей. При нормальной температуре ETPU не выделяет никаких газов, которые можно вдохнуть. Однако если материал сжечь, он может выделять опасные газы.
Является ли модифицированный термопластичный полиуретан токсичным?
При правильной обработке ETPU не представляет риска токсичности. Он не содержит BPA, BPS или BPF и не оказывает никакого влияния на эндокринную или гормональную системы.
Однако неправильно обработанные материалы ETPU могут содержать химические элементы, оставшиеся после процесса полимеризации, такие как токсичные мономеры или катализаторы.
Как упоминалось ранее, некоторые добавки также могут представлять опасность токсичности. При сжигании ETPU могут выделять чрезвычайно токсичные газы, содержащие цианистые соединения.
По этой причине ETPU не следует использовать в условиях, которые могут вызвать возгорание.
Наилучшей практикой при рассмотрении любого материала является просмотр соответствующего паспорта безопасности перед использованием, чтобы вы понимали все связанные с этим потенциальные угрозы безопасности.
В чем разница между инженерным термопластичным полиуретаном и термопластичным эластомером?
Термопластичный эластомер представляет собой любой термопластический материал, проявляющий эластомерные или каучукоподобные свойства.
Таким образом, ETPU является просто подмножеством более широкой классификации термопластичных эластомеров.
Для получения дополнительной информации см. наше руководство по термопластичным эластомерам .
В этой статье обобщены свойства, использование, преимущества и токсичность инженерного термопластичного полиуретана (ETPU).
