TPU యొక్క భవిష్యత్తు అభివృద్ధికి కీలక దిశలు

TPU అనేది పాలియురేతేన్ థర్మోప్లాస్టిక్ ఎలాస్టోమర్, ఇది డైసోసైనేట్‌లు, పాలియోల్స్ మరియు చైన్ ఎక్స్‌టెండర్‌లతో కూడిన మల్టీఫేస్ బ్లాక్ కోపాలిమర్.అధిక-పనితీరు గల ఎలాస్టోమర్‌గా, TPU విస్తృత శ్రేణి దిగువ ఉత్పత్తి దిశలను కలిగి ఉంది మరియు రోజువారీ అవసరాలు, క్రీడా పరికరాలు, బొమ్మలు, అలంకరణ పదార్థాలు మరియు షూ పదార్థాలు, గొట్టాలు, కేబుల్‌లు, వైద్య పరికరాలు మొదలైన ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ప్రస్తుతం, ప్రధాన TPU ముడి పదార్థాల తయారీదారులలో BASF, Covestro, Lubrizol, Huntsman, Wanhua Chemical,లింగ్వా కొత్త మెటీరియల్స్, మరియు మొదలైనవి. దేశీయ సంస్థల లేఅవుట్ మరియు సామర్థ్య విస్తరణతో, TPU పరిశ్రమ ప్రస్తుతం అధిక పోటీతత్వాన్ని కలిగి ఉంది. అయితే, హై-ఎండ్ అప్లికేషన్ రంగంలో, ఇది ఇప్పటికీ దిగుమతులపై ఆధారపడుతుంది, ఇది చైనా పురోగతులు సాధించాల్సిన రంగం కూడా. TPU ఉత్పత్తుల యొక్క భవిష్యత్తు మార్కెట్ అవకాశాల గురించి మాట్లాడుకుందాం.

1. సూపర్ క్రిటికల్ ఫోమింగ్ E-TPU

2012లో, అడిడాస్ మరియు BASF సంయుక్తంగా రన్నింగ్ షూ బ్రాండ్ ఎనర్జీబూస్ట్‌ను అభివృద్ధి చేశాయి, ఇది ఫోమ్డ్ TPU (ట్రేడ్ నేమ్ ఇన్ఫినర్జీ) ను మిడ్‌సోల్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగిస్తుంది. EVA మిడ్‌సోల్‌లతో పోలిస్తే, 80-85 షోర్ A కాఠిన్యం కలిగిన పాలిథర్ TPU ను సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగించడం వల్ల, ఫోమ్డ్ TPU మిడ్‌సోల్‌లు 0 ℃ కంటే తక్కువ వాతావరణంలో ఇప్పటికీ మంచి స్థితిస్థాపకత మరియు మృదుత్వాన్ని కొనసాగించగలవు, ఇది ధరించే సౌకర్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు మార్కెట్‌లో విస్తృతంగా గుర్తింపు పొందింది.
2. ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ మోడిఫైడ్ TPU కాంపోజిట్ మెటీరియల్

TPU మంచి ప్రభావ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, కానీ కొన్ని అనువర్తనాల్లో, అధిక సాగే మాడ్యులస్ మరియు చాలా కఠినమైన పదార్థాలు అవసరం. పదార్థాల సాగే మాడ్యులస్‌ను పెంచడానికి గ్లాస్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్‌మెంట్ సవరణ అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే సాంకేతికత. మార్పు ద్వారా, అధిక సాగే మాడ్యులస్, మంచి ఇన్సులేషన్, బలమైన ఉష్ణ నిరోధకత, మంచి సాగే రికవరీ పనితీరు, మంచి తుప్పు నిరోధకత, ప్రభావ నిరోధకత, తక్కువ విస్తరణ గుణకం మరియు డైమెన్షనల్ స్థిరత్వం వంటి అనేక ప్రయోజనాలతో థర్మోప్లాస్టిక్ మిశ్రమ పదార్థాలను పొందవచ్చు.

BASF తన పేటెంట్‌లో గ్లాస్ షార్ట్ ఫైబర్‌లను ఉపయోగించి హై మాడ్యులస్ ఫైబర్‌గ్లాస్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ TPUను తయారు చేయడానికి ఒక సాంకేతికతను ప్రవేశపెట్టింది. 83 షోర్ D కాఠిన్యం కలిగిన TPUను పాలిటెట్రాఫ్లోరోఎథిలిన్ గ్లైకాల్ (PTMEG, Mn=1000), MDI, మరియు 1,4-బ్యూటనెడియోల్ (BDO)లను 1,3-ప్రొపనెడియోల్‌తో ముడి పదార్థాలుగా కలపడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేశారు. ఈ TPUను 52:48 ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తిలో గాజు ఫైబర్‌తో కలిపి 18.3 GPa సాగే మాడ్యులస్ మరియు 244 MPa తన్యత బలం కలిగిన మిశ్రమ పదార్థాన్ని పొందారు.

గ్లాస్ ఫైబర్‌తో పాటు, కార్బన్ ఫైబర్ కాంపోజిట్ TPUని ఉపయోగించే ఉత్పత్తుల నివేదికలు కూడా ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు కోవెస్ట్రో యొక్క మేజియో కార్బన్ ఫైబర్/TPU కాంపోజిట్ బోర్డ్, ఇది 100GPa వరకు ఎలాస్టిక్ మాడ్యులస్ మరియు లోహాల కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది.
3. హాలోజన్ లేని జ్వాల నిరోధక TPU

TPU అధిక బలం, అధిక దృఢత్వం, అద్భుతమైన దుస్తులు నిరోధకత మరియు ఇతర లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది వైర్లు మరియు కేబుల్‌లకు చాలా సరిఅయిన తొడుగు పదార్థంగా మారుతుంది. కానీ ఛార్జింగ్ స్టేషన్లు వంటి అప్లికేషన్ రంగాలలో, అధిక జ్వాల రిటార్డెన్సీ అవసరం. TPU యొక్క జ్వాల రిటార్డెంట్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి సాధారణంగా రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి. ఒకటి రియాక్టివ్ ఫ్లేమ్ రిటార్డెంట్ సవరణ, ఇందులో రసాయన బంధం ద్వారా TPU సంశ్లేషణలో ఫాస్ఫరస్, నైట్రోజన్ మరియు ఇతర మూలకాలను కలిగి ఉన్న పాలియోల్స్ లేదా ఐసోసైనేట్‌ల వంటి జ్వాల రిటార్డెంట్ పదార్థాలను ప్రవేశపెట్టడం ఉంటుంది; రెండవది సంకలిత జ్వాల రిటార్డెంట్ సవరణ, దీనిలో TPU ను ఉపరితలంగా ఉపయోగించడం మరియు కరిగే మిక్సింగ్ కోసం జ్వాల రిటార్డెంట్‌లను జోడించడం జరుగుతుంది.

రియాక్టివ్ సవరణ TPU నిర్మాణాన్ని మార్చగలదు, కానీ సంకలిత జ్వాల నిరోధకం మొత్తం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, TPU యొక్క బలం తగ్గుతుంది, ప్రాసెసింగ్ పనితీరు క్షీణిస్తుంది మరియు తక్కువ మొత్తాన్ని జోడించడం వలన అవసరమైన జ్వాల నిరోధక స్థాయిని సాధించలేము. ప్రస్తుతం, ఛార్జింగ్ స్టేషన్ల అప్లికేషన్‌ను నిజంగా తీర్చగల వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న అధిక జ్వాల నిరోధక ఉత్పత్తి లేదు.

పూర్వపు బేయర్ మెటీరియల్‌సైన్స్ (ఇప్పుడు కోస్ట్రాన్) ఒకప్పుడు పేటెంట్‌లో ఫాస్ఫైన్ ఆక్సైడ్ ఆధారంగా పాలియోల్ (IHPO) కలిగిన సేంద్రీయ భాస్వరాన్ని ప్రవేశపెట్టింది. IHPO, PTMEG-1000, 4,4 '- MDI, మరియు BDO నుండి సంశ్లేషణ చేయబడిన పాలిథర్ TPU అద్భుతమైన జ్వాల నిరోధకం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది. వెలికితీత ప్రక్రియ మృదువైనది మరియు ఉత్పత్తి యొక్క ఉపరితలం మృదువైనది.

హాలోజన్ లేని జ్వాల నిరోధకాలను జోడించడం ప్రస్తుతం హాలోజన్ లేని జ్వాల నిరోధక TPUను తయారు చేయడానికి అత్యంత సాధారణంగా ఉపయోగించే సాంకేతిక మార్గం. సాధారణంగా, భాస్వరం ఆధారిత, నైట్రోజన్ ఆధారిత, సిలికాన్ ఆధారిత, బోరాన్ ఆధారిత జ్వాల నిరోధకాలను సమ్మేళనం చేస్తారు లేదా మెటల్ హైడ్రాక్సైడ్‌లను జ్వాల నిరోధకాలుగా ఉపయోగిస్తారు. TPU యొక్క స్వాభావిక మంట కారణంగా, దహన సమయంలో స్థిరమైన జ్వాల నిరోధక పొరను ఏర్పరచడానికి 30% కంటే ఎక్కువ జ్వాల నిరోధక పూరక మొత్తం తరచుగా అవసరం. అయితే, జోడించిన జ్వాల నిరోధకం మొత్తం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, జ్వాల నిరోధకం TPU ఉపరితలంలో అసమానంగా చెదరగొట్టబడుతుంది మరియు జ్వాల నిరోధక TPU యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు అనువైనవి కావు, ఇది గొట్టాలు, ఫిల్మ్‌లు మరియు కేబుల్స్ వంటి రంగాలలో దాని అప్లికేషన్ మరియు ప్రమోషన్‌ను కూడా పరిమితం చేస్తుంది.

BASF యొక్క పేటెంట్ జ్వాల-నిరోధక TPU సాంకేతికతను పరిచయం చేస్తుంది, ఇది మెలమైన్ పాలీఫాస్ఫేట్ మరియు ఫాస్ఫినిక్ ఆమ్లం యొక్క ఉత్పన్నం కలిగిన భాస్వరాన్ని జ్వాల నిరోధకాలుగా TPUతో మిళితం చేస్తుంది, దీని సగటు పరమాణు బరువు 150kDa కంటే ఎక్కువ. అధిక తన్యత బలాన్ని సాధించేటప్పుడు జ్వాల నిరోధక పనితీరు గణనీయంగా మెరుగుపడిందని కనుగొనబడింది.

పదార్థం యొక్క తన్యత బలాన్ని మరింత పెంచడానికి, BASF యొక్క పేటెంట్ ఐసోసైనేట్‌లను కలిగి ఉన్న క్రాస్‌లింకింగ్ ఏజెంట్ మాస్టర్‌బ్యాచ్‌ను తయారు చేయడానికి ఒక పద్ధతిని పరిచయం చేస్తుంది. UL94V-0 ఫ్లేమ్ రిటార్డెంట్ అవసరాలను తీర్చే కూర్పుకు ఈ రకమైన మాస్టర్‌బ్యాచ్‌లో 2% జోడించడం వలన V-0 ఫ్లేమ్ రిటార్డెంట్ పనితీరును కొనసాగిస్తూ పదార్థం యొక్క తన్యత బలాన్ని 35MPa నుండి 40MPaకి పెంచవచ్చు.

జ్వాల-నిరోధక TPU యొక్క వేడి వృద్ధాప్య నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి, పేటెంట్లింగ్వా న్యూ మెటీరియల్స్ కంపెనీఉపరితల పూతతో కూడిన మెటల్ హైడ్రాక్సైడ్‌లను జ్వాల నిరోధకాలుగా ఉపయోగించే పద్ధతిని కూడా పరిచయం చేస్తుంది. జ్వాల-నిరోధక TPU యొక్క జలవిశ్లేషణ నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి,లింగ్వా న్యూ మెటీరియల్స్ కంపెనీమరొక పేటెంట్ దరఖాస్తులో మెలమైన్ జ్వాల నిరోధకాన్ని జోడించడం ఆధారంగా మెటల్ కార్బోనేట్‌ను ప్రవేశపెట్టింది.

4. ఆటోమోటివ్ పెయింట్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్మ్ కోసం TPU

కార్ పెయింట్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్మ్ అనేది ఒక రక్షిత ఫిల్మ్, ఇది ఇన్‌స్టాలేషన్ తర్వాత పెయింట్ ఉపరితలాన్ని గాలి నుండి వేరు చేస్తుంది, యాసిడ్ వర్షం, ఆక్సీకరణ, గీతలు నిరోధిస్తుంది మరియు పెయింట్ ఉపరితలానికి దీర్ఘకాలిక రక్షణను అందిస్తుంది. దీని ప్రధాన విధి ఇన్‌స్టాలేషన్ తర్వాత కార్ పెయింట్ ఉపరితలాన్ని రక్షించడం. పెయింట్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్మ్ సాధారణంగా మూడు పొరలను కలిగి ఉంటుంది, ఉపరితలంపై స్వీయ-స్వస్థత పూత, మధ్యలో పాలిమర్ ఫిల్మ్ మరియు దిగువ పొరపై యాక్రిలిక్ ప్రెజర్-సెన్సిటివ్ అంటుకునే పదార్థం ఉంటుంది. ఇంటర్మీడియట్ పాలిమర్ ఫిల్మ్‌లను తయారు చేయడానికి TPU ప్రధాన పదార్థాలలో ఒకటి.

పెయింట్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్మ్‌లో ఉపయోగించే TPU పనితీరు అవసరాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: స్క్రాచ్ రెసిస్టెన్స్, అధిక పారదర్శకత (కాంతి ప్రసారం>95%), తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత వశ్యత, అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, తన్యత బలం>50MPa, పొడుగు>400%, మరియు షోర్ A కాఠిన్యం పరిధి 87-93; అతి ముఖ్యమైన పనితీరు వాతావరణ నిరోధకత, ఇందులో UV వృద్ధాప్యం, ఉష్ణ ఆక్సీకరణ క్షీణత మరియు జలవిశ్లేషణకు నిరోధకత ఉంటుంది.

ప్రస్తుతం పరిణతి చెందిన ఉత్పత్తులు డైసైక్లోహెక్సిల్ డైసోసైనేట్ (H12MDI) మరియు పాలీకాప్రోలాక్టోన్ డయోల్ ముడి పదార్థాలుగా తయారు చేయబడిన అలిఫాటిక్ TPU. సాధారణ సుగంధ TPU ఒక రోజు UV వికిరణం తర్వాత పసుపు రంగులోకి మారుతుంది, అయితే కార్ చుట్టు ఫిల్మ్ కోసం ఉపయోగించే అలిఫాటిక్ TPU అదే పరిస్థితులలో గణనీయమైన మార్పులు లేకుండా దాని పసుపు రంగు గుణకాన్ని నిర్వహించగలదు.
పాలీ (ε – కాప్రోలాక్టోన్) TPU పాలిథర్ మరియు పాలిస్టర్ TPUలతో పోలిస్తే మరింత సమతుల్య పనితీరును కలిగి ఉంది. ఒక వైపు, ఇది సాధారణ పాలిస్టర్ TPU యొక్క అద్భుతమైన కన్నీటి నిరోధకతను ప్రదర్శించగలదు, మరోవైపు, ఇది పాలిథర్ TPU యొక్క అత్యుత్తమ తక్కువ కంప్రెషన్ శాశ్వత వైకల్యం మరియు అధిక రీబౌండ్ పనితీరును కూడా ప్రదర్శిస్తుంది, తద్వారా మార్కెట్‌లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

మార్కెట్ విభజన తర్వాత ఉత్పత్తి ఖర్చు-సమర్థతకు వేర్వేరు అవసరాలు, ఉపరితల పూత సాంకేతికత మరియు అంటుకునే ఫార్ములా సర్దుబాటు సామర్థ్యం మెరుగుదల కారణంగా, భవిష్యత్తులో పెయింట్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్మ్‌లకు పాలిథర్ లేదా సాధారణ పాలిస్టర్ H12MDI అలిఫాటిక్ TPU వర్తించే అవకాశం కూడా ఉంది.

5. బయోబేస్డ్ TPU

బయో ఆధారిత TPU ను తయారు చేయడానికి సాధారణ పద్ధతి ఏమిటంటే, పాలిమరైజేషన్ ప్రక్రియ సమయంలో బయో ఆధారిత మోనోమర్లు లేదా ఇంటర్మీడియట్లను ప్రవేశపెట్టడం, బయో ఆధారిత ఐసోసైనేట్లు (MDI, PDI వంటివి), బయో ఆధారిత పాలియోల్స్ మొదలైనవి. వాటిలో, బయో ఆధారిత ఐసోసైనేట్లు మార్కెట్లో చాలా అరుదు, అయితే బయో ఆధారిత పాలియోల్స్ ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి.

బయో ఆధారిత ఐసోసైనేట్‌ల విషయానికొస్తే, 2000 సంవత్సరం నాటికే, BASF, Covestro మరియు ఇతరులు PDI పరిశోధనలో చాలా కృషి చేశారు మరియు 2015-2016లో మొదటి బ్యాచ్ PDI ఉత్పత్తులను మార్కెట్లోకి ప్రవేశపెట్టారు. వాన్హువా కెమికల్ మొక్కజొన్న స్టోవర్ నుండి తయారైన బయో ఆధారిత PDIని ఉపయోగించి 100% బయో ఆధారిత TPU ఉత్పత్తులను అభివృద్ధి చేసింది.

బయో బేస్డ్ పాలియోల్స్ విషయానికొస్తే, ఇందులో బయో బేస్డ్ పాలిటెట్రాఫ్లోరోఎథిలిన్ (PTMEG), బయో బేస్డ్ 1,4-బ్యూటనెడియోల్ (BDO), బయో బేస్డ్ 1,3-ప్రొపనెడియోల్ (PDO), బయో బేస్డ్ పాలిస్టర్ పాలియోల్స్, బయో బేస్డ్ పాలిథర్ పాలియోల్స్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

ప్రస్తుతం, బహుళ TPU తయారీదారులు బయో ఆధారిత TPU ని ప్రారంభించారు, దీని పనితీరు సాంప్రదాయ పెట్రోకెమికల్ ఆధారిత TPU తో పోల్చదగినది. ఈ బయో ఆధారిత TPU ల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం బయో ఆధారిత కంటెంట్ స్థాయిలో ఉంటుంది, సాధారణంగా 30% నుండి 40% వరకు ఉంటుంది, కొన్ని అధిక స్థాయిలను కూడా సాధిస్తాయి. సాంప్రదాయ పెట్రోకెమికల్ ఆధారిత TPU తో పోలిస్తే, బయో ఆధారిత TPU కార్బన్ ఉద్గారాలను తగ్గించడం, ముడి పదార్థాల స్థిరమైన పునరుత్పత్తి, గ్రీన్ ఉత్పత్తి మరియు వనరుల పరిరక్షణ వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. BASF, కోవెస్ట్రో, లుబ్రిజోల్, వాన్హువా కెమికల్, మరియులింగ్వా కొత్త మెటీరియల్స్వారి బయో ఆధారిత TPU బ్రాండ్‌లను ప్రారంభించాయి మరియు కార్బన్ తగ్గింపు మరియు స్థిరత్వం కూడా భవిష్యత్తులో TPU అభివృద్ధికి కీలకమైన దిశలు.