إضافات التعديل شائعة الاستخدام لمواد البولي يوريثين المرنة بالحرارة

إضافات التعديل شائعة الاستخدام لمواد البولي يوريثين المرنة بالحرارة

في الوقت الحاضر، الوضع الراهن للأنواع الثلاثة الرئيسية من مطاط البولي يوريثين في الصين هو: M-PUR (مطاط البولي يوريثين من النوع المختلط) يتقلص، C-PUR (مطاط البولي يوريثين المصبوب) يتطور بشكل أسرع، T-PUR (لدائن البولي يوريثين البلاستيكية الحرارية) زخم ثابت القيادة بسرعة. إلاستومر البولي يوريثين لدن بالحرارة (TPU) عبارة عن مجموعة متنوعة من المواد الاصطناعية من مادة البولي يوريثين، والتي يتم بلمرها عادةً من أوليجومر بوليول، والإيزوسيانات، وعامل تمديد السلسلة/التشابك وعدد صغير من المواد المضافة، مقسمة إلى نوع البوليستر ونوع البولي إيثر.

بسبب هيكلها المكون من جزأين من السلسلة الناعمة والصلبة، يمكن تصميمها جزيئيًا لإعطاء المادة قوة عالية، وصلابة جيدة، ومقاومة التآكل، ومقاومة الزيت وغيرها من الخصائص الممتازة، فهي تتمتع بالمرونة العالية للمطاط والصلابة البلاستيكية، المعروفة مثل 'مطاط مقاوم للاهتراء'. نظرًا لأدائه الممتاز واستخدامه على نطاق واسع في السيارات والبناء والتعدين والفضاء والإلكترونيات والمعدات الطبية والمنتجات الرياضية وغيرها من المجالات، فقد أصبح منتجات مواد اصطناعية واعدة جدًا.

تعتبر المواد المساعدة مواد خام مهمة في صناعة المطاط والبلاستيك، والجرعة صغيرة نسبيًا، ولكن الدور حاسم، ولا غنى عن مادة البولي يوريثين من التوليف إلى معالجة وتطبيق المواد المساعدة. في الوقت الحاضر، تغطي المواد المضافة نطاق التوليف والتعديل والمزج والفلكنة والشيخوخة، وما إلى ذلك. وفي عملية تصنيع البولي يوريثين، فإن المواد المضافة شائعة الاستخدام هي المحفزات وعوامل حظر البلمرة وموسعات السلسلة وعوامل توسيع السلسلة والربط المتشابك.

تجدر الإشارة إلى أن استخدام المحفزات سيؤثر على أداء درجات الحرارة العالية ومقاومة التحلل المائي للمنتج النهائي للمطاط الصناعي؛ عامل حظر البلمرة للحمض، يتم استخدام الكلوريدات أكثر، والحمض يستخدم معظم غاز كلوريد الهيدروجين، والكلوريدات هي كلوريد البنزويل، وثنائي كلوريد الإيثيل، وما إلى ذلك؛ يشير موسع السلسلة إلى نمو سلسلة المركبات الأساسية للديول والديامينات؛ ويشير عامل الارتباط المتشابك لتمديد السلسلة إلى المشاركة في كل من تفاعل نمو السلسلة، ولكن أيضًا في تكوين السلسلة بين روابط المركبات، مثل الكحولات الثلاثية ونقاط الارتباط المتقاطع. يشير عامل التشابك إلى المركبات التي تشارك في تفاعل نمو السلسلة وتشكل نقاط تشابك بين روابط السلسلة، مثل الكحولات الثلاثية والرباعية، وأليل إيثر جليكول (لا ينطبق على البولي يوريثان المصبوب)، وما إلى ذلك. بشكل عام، ثنائيات أليفاتية منخفضة الوزن الجزيئي ويمكن استخدام الثنائيات العطرية كموسعات للسلسلة.

ونظرًا للمساحة المحدودة، تنظم هذه الورقة فقط المواد المضافة شائعة الاستخدام في عملية مزج وتعديل المطاط الصناعي الحراري اللدن بالحرارة كمرجع.

في عملية مزج تعديل المطاط الصناعي من مادة البولي يوريثين باستخدام مجموعة متنوعة من المواد المضافة، يكون الدور الرئيسي لتحسين الخصائص الوظيفية، وتحسين المظهر والعملية، وفقًا لإضافات التعديل الشائعة الاستخدام هي مواد التشحيم، وعامل مقاومة التآكل، والحشو، وغير اللامع عامل، مثبطات اللهب، عامل الشيخوخة المؤكسد الحراري، عامل التلوين، عامل العفن الفطري، وعامل إطلاق العفن، وما إلى ذلك.

مواد التشحيم

مواد التشحيم المستخدمة بشكل شائع هي الشمع، مثل الشمع E، وشمع المونتان، وما إلى ذلك، وتضيف مواد التشحيم الشمعية عمومًا كمية صغيرة نسبيًا؛ حامض دهني وأملاح ستيرات، مثل ستيرات الكالسيوم، ستيرات بوتيل، أوليميد، إيثيليدين مكرر (ستيراميد) وهلم جرا.

ببساطة باستخدام مواد التشحيم، غالبا ما يكون من الصعب تحقيق الغرض، وأحيانا تحتاج إلى عدة أنواع من مواد التشحيم مع استخدام مادة TPU ويمكن أيضا استخدامها كعامل مضاد للالتصاق.

وفقًا للمعلومات ذات الصلة، يعتبر Licocare RBW 102 P VITA موردًا متجددًا يعتمد على قطبية متوسطة وشمع إستر ذو لون جيد، ويمكن تطبيقه في مادة TPU للعب تأثير تشحيم ممتاز.

يجب استخدام مادة التشحيم بكمية خاضعة للرقابة، حيث أن الكميات الزائدة يمكن أن تؤدي إلى هطول أمطار شديدة على السطح.

مقاومة للتآكل

العامل المقاوم للتآكل يهدف بشكل أساسي إلى تقليل معامل الاحتكاك السطحي لـ TPU، مثل زيت السيليكون وثاني كبريتيد الموليبدينوم والجرافيت والبولي تترافلوروإيثيلين، وما إلى ذلك. تتميز هذه المواد المعدلة بخصائص التشحيم الذاتي ويمكن استخدامها كبطانات تحمل ومكونات أخرى.

تحتوي العلامة التجارية الأفضل لزيت السيليكون على مجموعة متنوعة من نماذج Dow Corning، وارتداء تزييت الوزن الجزيئي المنخفض PTFE أفضل قليلاً.

الحشو

مادة TPU مع مواد حشو بغرض تقليل التكاليف، بالإضافة إلى تحسين مقاومة الحرارة وتقليل الانكماش وتحسين التوصيل الحراري وغيرها من المتطلبات المحددة، تتكون الحشوات بشكل أساسي من كربونات الكالسيوم والتلك والخرز الزجاجي والألياف الزجاجية.

من أجل تحسين التوافق بين مادة الحشو وراتنج TPU، من الأفضل أن تحتاج إلى مادة الحشو لتعديل تنشيط السطح المقابل، ومعدلات الحشو شائعة الاستخدام هي فئة الألومينات والتيتانات والسيلان.

ماتي النهاية

تتطلب العديد من منتجات TPU سطحًا غير لامع، وحتى تتطلب مظهرًا متجمدًا، وفقًا للمتطلبات المختلفة للسطح غير اللامع، غالبًا ما تستخدم مجموعة متنوعة من المواد كعامل غير لامع لتحقيق المتطلبات غير اللامعة أو المتجمدة المطلوبة.

(1) استخدام المادة الراتنجية غير اللامعة: الراتنجات شائعة الاستخدام هي EVA، POE، SBS الغراء الجاف، TPV وTPEE، وما إلى ذلك، ويمكن تحقيق استخدام اختلافات التوافق واللزوجة بين الراتنجات لتحقيق درجات مختلفة من متطلبات TPU غير اللامع.

(2) ماتي شغل: كربونات الكالسيوم وبودرة التلك والسيليكا والولاستونيت والخرز الزجاجي وغيرها من مواد المسحوق غير العضوية شائعة الاستخدام، وفقًا لنقاء المختلف، اختر التأثير غير اللامع المناسب.

(3) سبيكة من نوع غير لامع: عادة يمكن أن يكون لدى TPU بعض التوافق مع مجموعة متنوعة من المواد البلاستيكية الهندسية، مثل TPU/ABS، PVC/TPU، TPU/PA6، TPU/TPEE وغيرها من مواد السبائك المختلطة.

(4) يمكن خلط نوع الراتنج والحشو. خاصة أن متطلبات ظهور الأسلاك غير اللامعة من أنواع عديدة، تحتاج إلى نظام تركيب مختلف لتحقيق الغرض.

مثبطات اللهب

من أجل تحقيق متطلبات مثبطات اللهب، يجب إضافة أنواع مختلفة من مثبطات اللهب، TPU مع الأنواع الرئيسية لمثبطات اللهب:

• مثبطات اللهب الهالوجين

1. يمكن مزج مادة TPU مع PVC، وCPE والراتنجات الأخرى المحتوية على الكلور، مما يضيف الأنتيمون ذو الكفاءة المشتركة لصنع سبيكة مقاومة للهب؛ ويمكن أيضًا مزجه مع PVC وTPU المثبطين للهب، باستخدام مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين والفوسفور والنيتروجين، والتي يمكن أن تحقق مواد مثبطات اللهب UL94 V0.

2. TCPP هو أيضًا مثبط لهب شائع الاستخدام لـ TPU، الكمية المضافة العامة 10-15٪، ليست مفرطة، وإلا فمن السهل أن تترسب، تُستخدم مثبطات اللهب هذه بشكل شائع في صب منتجات PU.

3. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا أن تكون مطاطات البولي يوريثين أيضًا مهلجنة بشكل مباشر مثبطات اللهب ديكابروم ثنائي الفينيل إيثان ومركب ثالث أكسيد الأنتيمون لتحضير أنواع مختلفة من مواد المطاط الصناعي TPU المثبطة للهب.

• نظام مثبطات اللهب خالي من الهالوجين

1. نظام مثبطات اللهب غير العضوية: هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم كممثل لمثبطات اللهب غير العضوية، الكمية المضافة كبيرة نسبيًا، والتأثير على الخواص الميكانيكية قاتل.

2. نظام الفوسفور: مثبطات اللهب بالفوسفات، مثل BDP، RDP، وما إلى ذلك، هذا النوع من مثبطات اللهب بالفوسفات السائل، يستخدم بشكل عام في منتجات رغوة TPU أكثر، المشكلة الرئيسية هي أن كمية الإضافة لا يمكن أن تكون كبيرة جدًا، هناك رائحة، وخطر هطول الأمطار الزائدة.

منذ نوفمبر 2024، تم إدراج TPP في قائمة التحكم بتوجيه REACH، ويحتوي BDP وRDP على كميات ضئيلة من مكونات TPP، وبالتالي فإن استخدام المخاطر البيئية.

يمكن حاليًا أن يكون هناك برنامج بديل يمكن استخدامه DPK، مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين من نوع أريل فوسفات إستر، مقاومة أفضل لدرجة الحرارة، رائحة أقل، ولا تحتوي على TPP، تظهر الاختبارات أن إضافة 12% في البولي إيثر TPU يمكن أن يصل إلى UL94,1.6mm V0.

3. نظام تركيب الفوسفور والنيتروجين: عادةً ما يستخدم نظام تركيب الميلامين سيانورات (MCA) ونظام تركيب ثنائي إيثيل فوسفونيت الألومنيوم (ADP)، ونظام تركيب الميلامين سيانورات (MCA) ونظام تركيب هيبوفوسفيت الألومنيوم (AHP) وما إلى ذلك.

تبلغ كمية إضافات مثبطات اللهب من مادة TPU من نوع البوليستر بشكل عام 8 ~ 12٪ ويمكن أن تصل إلى درجة UL94،1.6 مم V0، بينما يحتاج مادة TPU من نوع البولي إيثر إلى إضافة أكثر من 35٪ للوصول إلى درجة UL94،1.6 مم V0، إذا كنت بحاجة إلى توصيل اللهب بالأسلاك. مستوى مثبط VW-1، يجب أن تكون كمية المادة المضافة أكبر، وبالتالي فإن التأثير على الخواص الميكانيكية يكون أيضًا كبيرًا جدًا.

المثبتات الحرارية

• تشير المثبتات الحرارية عمومًا إلى مضادات الأكسدة، مثل 1010، 1076، 264 ومضادات الأكسدة الرئيسية الأخرى، 168، DSTP ومضادات الأكسدة المساعدة الأخرى، وتكون كمية المادة المضافة بشكل عام في حدود 0.1 ~ 0.3٪.

• يمكن لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية تحسين مقاومة الأشعة فوق البنفسجية لبولي يوريثين الأيزوسيانات العطرية بشكل كبير، وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية الشائع الاستخدام هو UV531، UV234، UV329 وما إلى ذلك. يعد ممتص الأشعة فوق البنفسجية UV-326 (الاسم التجاري) واحدًا من أكثر ممتصات الأشعة فوق البنفسجية البنزوتريازول تمثيلاً، مع مزايا الأداء المستقر والسمية المنخفضة والامتصاص القوي للأشعة فوق البنفسجية.

• يتم إعاقة مثبتات الضوء شائعة الاستخدام من النوع الأميني GW622، GW944، GW770 وما إلى ذلك. المبلغ المضاف عموما 0.1 ~ 0.3%.

• عامل مضاد للتحلل المائي: بوليستر TPU سهل التحلل بشكل خاص في البيئات الرطبة، لذلك من الضروري إضافة عامل مضاد للتحلل المائي، ويستخدم على نطاق واسع في الصناعة هي فئة مركبات كاربوديميد، والسوق بشكل عام هو منتجات شركة BASF وVantage Rousse.

ملونات

يعتمد المظهر الملون للبولي يوريثين بشكل أساسي على الملونات، والتي يوجد منها نوعان رئيسيان: الأصباغ العضوية والأصباغ غير العضوية.

المشكلة الرئيسية حاليًا في مادة TPU الملونة هي ثبات مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ومتانة اللون، والحل يكون بشكل أساسي من خلال اختيار راتينج TPU واختيار الملونات.

عامل مضاد للعفن

يتمتع البولي يوريثين من نوع البولي إيثر بقدرة قوية على مقاومة العفن، لمستوى 0 ~ 1، ولا يتعرض بشكل أساسي للتآكل الميكروبي، ولن ينمو العفن. والبولي يوريثين من نوع البوليستر في البيئة الحارة والرطبة والمظلمة يكون عرضة للتآكل الميكروبي ونمو العفن، ويجب إضافة هذا الاستخدام لبوليستر TPU البيئي إلى مثبط العفن.

مثبطات العفن شائعة الاستخدام هي 8-هيدروكسي كينولينون، وخماسي كلوروفينول، وخماسي كلوروفينات الصوديوم، ورباعي كلورو 4- (ميثيل سلفونيل) بيريدين، وساليسيل تي فينيل أمين، وأسيتات فينيل الزئبق، وما إلى ذلك، مع جزء إضافي قدره 0.1 ~ 1٪.

وكيل الافراج عن العفن

البولي يوريثين هو مادة قطبية قوية ذات التصاق قوي بكل من المعادن والبوليمرات القطبية، وسيكون من الصعب إطلاقها دون استخدام عامل تحرير القالب.

عوامل تحرير العفن شائعة الاستخدام هي السيليكون وزيت السيليكون والصابون وشمع البارافين والمواد المضافة الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة مواد غير قطبية في المواد المعدلة من مادة TPU يمكن أيضًا أن تقلل من لزوجة مادة TPU، مثل إضافة EVA، TPEE والراتنجات الأخرى، يمكن أن يكون حلاً لمشكلة صعوبة الإطلاق. قولبة حقن TPU. وفقًا للمعلومات التي قدمتها شركة Wo Da البريطانية، فإن عامل تحرير القالب Incroslip SL عبارة عن مادة أميد معدلة خاصة، تضيف 0.3-0.5%، يمكن أن تحل بشكل فعال مشكلة صعوبات إطلاق القالب.

بالإضافة إلى ذلك، هناك أنواع عديدة من إضافات TPU، مثل العوامل المضادة للميكروبات، وموسعات السلسلة، والعوامل المضادة للكهرباء الساكنة، والملدنات وعوامل التشابك، وما إلى ذلك، ولن ندخل في التفاصيل حول استخدام أنواع أخرى من البلاستيك وما شابه ذلك.

خاتمة

تعد صناعة البولي يوريثان حاليًا صناعة ناشئة ذات أداء ممتاز من حيث التكلفة، خاصة في مجالات مثل طلاء السيارات ومركبات الطاقة الجديدة. يتزايد استهلاك PU في بلدنا بشكل حاد سنة بعد سنة، ويتوسع نطاق تطبيق المواد المضافة تدريجيا. تتطور مجموعة متنوعة من المواد المضافة بسرعة، وتلعب دورًا مهمًا في مختلف قطاعات الصناعة الكيميائية، مع وجود مجموعة واسعة من الأنواع والعديد منها له قيمة مضافة عالية.

يينسو شركة مثبطات اللهب، مع منتجاتها المثبطة للهب الفعالة التي تم تطويرها من أجلها بو المواد، مثل مسحوق الفسفور الأحمر المطلي، ومعجون الفوسفور الأحمر، ومثبطات اللهب ذات المسحوق الأبيض PUP-15، توفر حلولًا خالية من الهالوجين وصديقة للبيئة مع تثبيط عالي للهب.