TPU को कैसे संश्लेषित किया जाता है?
थर्माप्लास्टिक पॉलीयुरेथेन (टीपीयू) पॉलीयूरेथेन इलास्टोमर्स का एक वर्ग है, जो आइसोसाइनेट्स और हाइड्रॉक्सिल युक्त यौगिकों के बीच एक चरण-विकास पोलीमराइजेशन प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित होता है। मौलिक रासायनिक प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है:
Rn=c=o + r'-oh ⇌ r-nh-co-or '
इस प्रतिक्रिया में, आइसोसाइनेट समूह एक हाइड्रॉक्सिल समूह के साथ एक urethane लिंकेज बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है।
आमतौर पर, टीपीयू का उत्पादन तीन मुख्य घटकों का उपयोग करके किया जाता है:
औसत आणविक भार के साथ लंबी श्रृंखला पॉलीओल्स 600 से 4000 (जो नरम खंडों का निर्माण करते हैं);
चेन एक्सटेंडर, जो कम आणविक भार DIOLS (MW ~ 61-400) हैं; और
डायसोसाइनेट्स, जो हार्ड सेगमेंट अग्रदूतों के रूप में कार्य करते हैं।
नरम और लचीले से कठोर और उच्च-मोडुलस-पर निर्भर टीपीयू के अंतिम गुणों में बड़े पैमाने पर इन कच्चे माल के चयन और अनुपात पर निर्भर करता है।
नरम खंड सामग्री
सॉफ्ट सेगमेंट लचीलेपन, लोच और कम तापमान पर टीपीयू के प्रदर्शन को नियंत्रित करता है, साथ ही सॉल्वैंट्स और अपक्षय के लिए इसका प्रतिरोध भी करता है। ये खंड आम तौर पर हाइड्रॉक्सिल-टर्मिनेटेड पॉलीस्टर या पॉलीथर्स से बनाए जाते हैं।
पॉलीस्टर अधिक आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं और इसमें पॉलीडिपेट, पॉलीकैप्रोलैक्टोन और एलीफैटिक पॉली कार्बोनेट डायोल जैसी सामग्री शामिल होती है।
विशिष्ट पॉलीथर्स में पॉलीप्रोपाइलीन ग्लाइकोल (PPG) और पॉलीटेट्रामेथिलीन ईथर ग्लाइकोल (PTMEG) शामिल हैं। कभी -कभी, पॉलिएस्टर और पॉलीथर पॉलीओल के मिश्रण का उपयोग हाइड्रोलाइटिक प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति और लोच के संयोजन से प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए किया जाता है।
हार्ड सेगमेंट सामग्री
हार्ड सेगमेंट डायसोसाइनेट्स और शॉर्ट-चेन डायोल्स से बनता है। TPU उत्पादन में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला डायसोसाइनेट 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI) है, जो अपनी उच्च प्रतिक्रियाशीलता और कठोरता के लिए जाना जाता है। उपयोग किए गए अन्य डायसोसाइनेट्स में हेक्सामेथिलीन डायसोसाइनेट (एचडीआई) और 3,3'-डाइमिथाइल-4,4'-Biphenyl Diisocyanate (TODI) शामिल हैं, जो विशिष्ट प्रदर्शन या प्रसंस्करण आवश्यकताओं के लिए चुने गए हैं।
कॉमन चेन एक्सटेंडर कम आणविक भार डायोल जैसे एथिलीन ग्लाइकोल, 1,4-ब्यूटेन्डिओल, 1,6-हेक्सैनिओडिओल, और हाइड्रोक्विनोन बीआईएस (2-हाइड्रॉक्सीथाइल) ईथर हैं, जो हार्ड सेगमेंट बनाने में मदद करते हैं और यांत्रिक सुदृढीकरण में योगदान करते हैं।
अन्य एडिटिव्स
प्राथमिक घटकों के अलावा, टीपीयू में अक्सर प्रसंस्करण और दीर्घकालिक स्थिरता को बढ़ाने के लिए विभिन्न योजक शामिल होते हैं:
मोल्ड रिलीज एजेंट, आमतौर पर फैटी एसिड, सिलिकोन या फ्लोरोपॉलेमर के डेरिवेटिव, डिमोल्डिंग में सहायता के लिए छोटी मात्रा (0.1%-0.2%) में जोड़े जाते हैं।
स्टेबलाइजर्स: सुगंधित कार्बोडिमाइड्स का उपयोग विशेष रूप से पॉलिएस्टर-आधारित टीपीयू में हाइड्रोलाइटिक गिरावट (द्रव्यमान द्वारा 1% -2%) को कम करने के लिए किया जाता है। बाधित फिनोल और अमीन थर्मल ऑक्सीकरण से निपटने में मदद करते हैं।
यूवी स्टेबलाइजर्स, जैसे कि बेंज़ोट्रियाज़ोल या बेंज़ोफेनोन डेरिवेटिव, अक्सर सूरज की रोशनी से पीले और गिरावट को रोकने के लिए एचएएल (बाधा अमाइन प्रकाश स्टेबलाइजर्स) के साथ जोड़े जाते हैं।
भराव: कैल्शियम कार्बोनेट, तालक, और सिलिका जैसे खनिज भराव कठोरता में सुधार करते हैं या लागत को कम करते हैं। फिलर्स को मजबूत करने में अभ्रक, ग्लास फाइबर और कार्बनिक फाइबर शामिल हैं।
ग्रेफाइट, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड, पीटीएफई पाउडर, और सिलिकॉन तेल सहित स्नेहक, पहनने के प्रतिरोध और सतह की विशेषताओं में सुधार करते हैं।
प्लास्टिसाइज़र को फाइन-ट्यून लचीलापन और प्रसंस्करण व्यवहार में भी शामिल किया जा सकता है।
यह लचीला सूत्रीकरण प्रणाली TPU के सबसे बड़े लाभों में से एक है। रसायन विज्ञान और सूत्रीकरण को समायोजित करके, निर्माता थर्माप्लास्टिक रिप्रोसेसबिलिटी को बनाए रखते हुए नरम और लोचदार फिल्मों से कठोर संरचनात्मक भागों में विशिष्ट प्रदर्शन मानदंडों के लिए सिलवाए गए टीपीयू ग्रेड बना सकते हैं।