Инновационный материал ТПУ обладает уникальным сочетанием свойств пластмасс и резины. Это открывает широкие перспективы для его применения в самых разных отраслях. Давайте разберемся, чем же так привлекателен этот современный полимерный материал.
История создания ТПУ
Все началось в конце XIX века, когда производитель бильярдных принадлежностей объявил конкурс на 10 000$ за разработку альтернативы слоновой кости. Через 4 года американский изобретатель Джон Уэсли Хайат предложил использовать нитроцеллюлозу. Он опирался на работы английского металлурга Александра Паркса, который еще в 1850-х годах экспериментировал с нитроцеллюлозными пластмассами.
В 1870-х годах Хайат запатентовал процесс литья пластмасс под давлением и организовал производство этих материалов. А уже в начале XX века появились первые патенты на литье пластмасс.
Синтез же непосредственно ТПУ осуществил в 1930-х годах немецкий химик Отто Байер. А промышленное производство этого материала началось только к середине XX века.
Свойства ТПУ
В чем же уникальность ТПУ? Этот материал сочетает в себе ценные качества и термопластов, и эластомеров.
- Высокая эластичность, способность к большим деформациям
- Прочность на разрыв до 55 МПа
- Износостойкость, стойкость к истиранию
- Широкий температурный диапазон эксплуатации от -70 до +130 градусов Цельсия
Кроме того, ТПУ обладает химической стойкостью к маслам, топливам и органическим растворителям. Он биологически инертен, устойчив к гниению и плесени. И даже под длительным воздействием света и кислорода этот материал почти не стареет. При этом поверхность ТПУ можно красить или металлизировать.
Материал тпу находит применение в самых разных областях благодаря своим уникальным характеристикам.
Машиностроение и транспорт
В машиностроении и на транспорте ТПУ используется:
- Для изготовления автомобильных шин и конвейерных лент
- В производстве уплотнителей, прокладок, манжет
- Для элементов виброизоляции и виброгашения
- В виде защитных чехлов и покрытий для электропроводки
Медицина и фармацевтика
В медицинской и фармацевтической промышленности ТПУ применяют:
- Для изготовления ортопедических стелек и слуховых аппаратов
- При производстве мягких бесшовных медицинских изделий
- В качестве упаковки и защитных чехлов для медоборудования и лекарственных средств
ТПУ обладает биологической инертностью и не подвержен воздействию микробов, что крайне важно для медицинских и фармацевтических изделий.
Спорт и активный отдых
Тпу материал часто применяют в спортивной индустрии:
- Для изготовления спортивной обуви и защитного снаряжения
- В качестве покрытия для лыж, сноубордов, скейтбордов
- Для напольных покрытий спортзалов и площадок
Эластичность и прочность ТПУ позволяют создавать комфортные и надежные изделия для занятий спортом.
| Прочность на разрыв ТПУ | До 55 МПа |
| Температурный диапазон | От -70 до +130oC |
Строительство и отделка
В строительной отрасли ТПУ также нашел широкое применение:
- Для изготовления уплотнительных лент, профилей и манжет
- В качестве защитных и декоративных покрытий для полов, стен и кровли
- Для шумо- и виброизоляции инженерных коммуникаций
Высокая эластичность и прочность ТПУ позволяют компенсировать температурные деформации зданий и надежно изолировать шум и вибрацию.
Легкая промышленность
Легкая промышленность также оценила достоинства ТПУ:
- В производстве обуви и аксессуаров
- При изготовлении искусственной кожи и текстиля
- Для упаковки товаров широкого потребления
Эластичность, прочность и стойкость к истиранию ТПУ позволяют создавать долговечные и комфортные изделия.
По оценкам экспертов, материал ТПУ в 2-3 раза превосходит натуральную кожу и ткани по износостойкости.
Производство изделий из ТПУ
Как же осуществляется производство различных изделий из ТПУ?
Сырье и подготовка
В качестве сырья для производства ТПУ используются:
- Изоцианаты
- Полиэфиры
- Полиэтеры
Перед переработкой сырье подвергается:
- Сушке при 80-100 градусах Цельсия
- Очистке от пыли
- Дозировке
Методы переработки ТПУ
Для переработки подготовленного ТПУ сырья используются два основных метода:
- Экструзия
- Литье под давлением
При экструзии расплавленный ТПУ продавливается через формующее отверстие, получая нужную форму. Этот метод позволяет получать различные профили, трубки, листы.
Литье под давлением используется для получения более сложных форм. Расплавленный ТПУ впрыскивается в литьевую форму и остывает, принимая ее форму.
Оборудование для переработки ТПУ
Для реализации этих методов применяются:
- Экструдеры
- Термопрессы
В экструдерах осуществляется плавление, гомогенизация и формование ТПУ. Термопрессы используются для литья под давлением с заданными параметрами температуры и давления.
Параметры процесса
Основные параметры производственного процесса:
- Температура плавления и формования: 180-220 градусов Цельсия
- Давление впрыска: 50-120 МПа
- Скорость формования: 0,1-0,5 м/с
После формования готовые изделия подвергаются термообработке и механической отделке поверхностей.
