不论是无机阻燃剂,还是有机阻燃剂,它们均各有优缺点,因此,人们越来越关注将有机阻燃和无机阻燃剂结合使用,发挥协同效应,扬长避短,达到更好的阻燃效果。将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配后添加到TPU中制备阻燃TPU材料。当添加质量分数为11%的阻燃剂(AHP与MCA的质量比为1∶2)时,阻燃TPU垂直燃烧达到UL94V-0,LOI为25.2%。阻燃剂AHP/MCA的加入能提升复合材料的热稳定性,同时促进材料成炭。采用聚磷酸铵(APP)、次磷酸铝(AHP)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,以1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体为协效阻燃抑烟剂,通过熔融共混法制备了一系列TPU复合材料,并研究其阻燃抑烟性能。结果表明,[EMIM]PF6单独作为阻燃剂对TPU材料具有比较好的阻燃及抑烟效果,且其作为协效阻燃剂,与APP、AHP、ADP阻燃剂协效对TPU复合材料具有更佳的阻燃及抑烟效果。有机无机阻燃剂按一定方式结合形成杂化材料后,其阻燃效果较单一阻燃剂有明显提升,但这其中涉及到的阻燃改性机制也更加复杂,尤其是无机-有机的协同效应,还有待进一步研究。TPU具有一定的再生利用性,在可行的条件下可以进行回收和再加工。耐化学品TPU厂家
尽管热塑性聚氨酯(TPU)在许多方面具有优异的性能和广泛的应用,但也存在一些缺点和局限性。以下是一些常见的TPU缺点:1.吸水性:TPU由于含有酯基,具有较高的吸水性,尤其是聚醚型TPU。吸水后会导致材料性能下降,如拉伸强度和伸长率减小,加工时易产生气泡,需要进行除湿处理。2.氧化稳定性:TPU对氧化稳定性较差,易受氧气、紫外线和热氧化等环境因素的影响,导致材料老化和性能下降。3.温度敏感性:TPU的性能受温度影响较大,低温下易变脆,高温下易软化,影响其力学性能和稳定性。4.溶剂敏感性:TPU对一些有机溶剂敏感,容易发生溶解或膨胀,限制了其在某些特定环境下的应用。5.成本较高:相对于一些传统塑料材料,TPU的生产成本较高,这可能限制了其在一些大规模应用中的使用。6.强度和硬度限制:尽管TPU具有良好的弹性和柔软性,但在一些强度、硬度要一定求的应用中可能存在限制。尽管存在这些缺点,但TPU仍然是一种广泛应用的材料,由于其独特的性能优势,如优异的耐磨性、耐疲劳性、柔软性和弹性等,使其在鞋材、服装、汽车零部件、医疗器械等领域得到广泛应用。随着技术的不断进步和改进,可以预期TPU的缺点会逐渐得到克服和改善,使其更加适用于各种应用场景。医疗级别TPUTPU具有较高的绝缘性能,可以用作电缆的绝缘层材料,保护电缆内部的导线免受外界电场和电压的干扰。
目前我国国内TPU生产企业可分为三种类型,首先是:以万华化学、华峰集团为首的拥有MDI、多元醇或己二酸等主要原材料规模化生产能力的化工企业。这类企业的特点是拥有雄厚的化工生产基础、产业链长、整体规模大,业务领域也不限于TPU行业;其次是:以美瑞新材、上海金汤科技为首的专注于TPU的研发生产,并以技术创新和专业服务为理念的企业。这类企业近年来成长迅速,技术实力较强,在市场开发、客户服务等方面体现出竞争优势,在细分市场发展较快;剩下是:数量众多的小型企业,产品单一、技术含量低、生产环境存在不同程度的安全或环保问题,这类企业竞争力相对不足。从市场竞争格局来看,我国热塑性聚氨酯弹性体(TPU)行业行业整体呈现“二超多强”的竞争格局。其中,万华化学是国内较大的TPU生产商,其市场份额达到16%。
TPU作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料,这从它的刚性看出来,TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa,TPU在10~1000Mpa,塑料(尼龙,ABS,PC,POM)在1000~10000Mpa。TPU的硬度范围相当宽,从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性;TPU在很宽的温度范围内-40~120℃,具有柔性,而不需要增塑剂;TPU对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;TPU还有良好的耐天候性,极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大等都是TPU的亮眼优点。TPU具有高模量、高机械强度、高伸长和高弹性,优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。
反应型阻燃改性是指在聚氨酯高分子链结构中通过化学键引入具有阻燃功能元素或化学官能团,使TPU高分子链本身具有阻燃特点。目前,常用的反应型阻燃剂是含有磷、氮等元素的多元醇或者异氰酸酯单元。如以含磷多元醇作为聚合单体制备的本征阻燃TPU。使用磷系阻燃多元醇来改性TPU,磷元素通过聚合反应引入到高分子链中,其作为多元醇结构中的一部分,在燃烧过程中,磷元素会以PO·自由基的形式释放并捕捉高分子基体燃烧生成的自由基,从而猝灭燃烧反应,同时促进基体成碳,达到阻燃的效果。而含氮阻燃剂主要是通过在高温下分解产生而NH3、N2等不燃气体起到阻燃效果。反应型阻燃改性一般具有阻燃作用持久稳定,对材料其他性能影响较小的优势,但改性过程相对复杂,涉及到聚合反应。同时对改性剂的要求也较高,只有部分阻燃元素或官能团能引入TPU分子链中,因此研究及实际应用并不多。另外,反应型阻燃技术的阻燃效率还有待进一步提高。TPU的弹性体特性使其能够增加产品使用的适配性。浙江耐磨TPU性能
TPU耐寒性突出,其玻璃态转变温度比较低,在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。耐化学品TPU厂家
近年来,由于含磷、氮类的有机阻燃剂阻燃效果较为明显,因此对该类阻燃剂研究较深。如采用一步包埋法将双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)与单体混合制备了BDP阻燃改性TPU。研究结果表明,在研究范围内,阻燃TPU的氧指数和UL94阻燃等级随着阻燃剂BDP含量的增加而提高,但其力学性能如拉伸强度和100%定伸模量则随阻燃剂加入量的增加,表现出增大后减小的趋势。当阻燃剂BDP质量分数为9%时,阻燃TPU的综合性能达到较为理想的状态,其氧指数达到26%,UL94阻燃等级达到V-1级。已有研究表明,有机阻燃剂阻燃效果明显,与TPU基材的相容性好,其添加量可比无机阻燃剂多,力学性能的影响也比无机阻燃剂小,但在抑烟方面功效并不突出,只有少量有机阻燃剂具有一定抑烟效果。耐化学品TPU厂家
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