מבוא

הפוליגיאוריטגן (TPU) הוא אלסטומר בעל ביצועים גבוהים המגשר על הפער בין גומי לפלסטיק.שילוב הייחודי של גמישות, התנגדות לחיכות, עמידות כימית, עמידות מבנית ותהליךיות הפך אותו הכרחי בסידורים חומריים החל ממכשירי הרכב והנעליים ועד למכשירים רפואיים ומבנה תעשייתי זה, בלב של הגמישות של TPU, מורכב ממיקרו-אנליזה מתקדמת של מחקר מיקרו-מעבדים חדשים ומפורטת זו, על פני חמש שנים של חומרים מתקדמים.

יסודות TPU Micro Structure

TPU הוא בלוק copolymer מסונתז על ידי הפעלת diisocianate עם diisocyanate שרשרת ארוכה (מגזר רך) ו a short-שרשרת diol או diamine שרשרת מרחיב (קטע קשיח) את חוסר יכולת התרמודינמיקה בין שני סוגים אלה פלחנים ממריצים microphase microphase הפרדה microphase, בדרך כלל פולית או פולית מבוסס אסטר, צורה ממטר מתמשך המספקת גמישות נמוכה ותפקודים קשיחים של תאים עצביים, או קשיחים.

כימיה מאוחרת והתנהגות

מגזרים רכים מבוססי פוליטרהmethylene ether glycol, PTMEG מציעים יציבות הידרוליטית גבוהה גמישות דלת-טמפרטורה נמוכה. polytetramethylene ether glycol, PTMEG) מציעים יציבות הידרוליטית גבוהה יותר וגמישות דלת-טמפרטורה נמוכה יותר מחקרים עדכניים חקרו תכונות פוליפטרולנטיות ישירות של מעבר מולקולרי (UVT) לספק כוח משופר ואפקטים משופרים יותר של משקל והתנגדות שמן טוב יותר, אך הם רגישים יותר הידרוליטיגנציה עדכנית של השפעות UVT.

אדריכלות קשה ו Crystallinity

הקטע הקשה נוצר מן ה- diisocyanate ו-שרשרת מרחיב. Common diisociantes כוללים MDI (diphenylmethane diisocyanate) ו- HDI (hexamethylene diisocyanate) מרחיבי שרשרת כגון 1,4-butanediol (BDO) או 1,6-hexanediol משמשים כדי לטבול קשה ואורך הרחם.

הבנת היסודות הללו חיונית לפני חקר ההתקדמות האחרונה.עבור מבוא עמוק יותר, מתייחס לסקירה המקוצרת של Klinedinst et al.ph:1 על מערכות היחסים בין המבנה לפוליאורנטיות תרמופלסטיות.

שיטות ניתוח מיקרו-מבנה מתקדמות

העשור האחרון ראה קפיצת ברזולוציה ו תחכום של טכניקות המשמשות לבדיקת מיקרו-מבני TPU. שיטות מסורתיות כמו סריקת קלוריות שונות (DSC) וניתוח מכני דינמי (DMA) נותרו בעלי ערך עבור מעברים תרמיים ומכניים גדולים, אך הדמיה ישירה ופיזור שיטות עכשיו לחשוף פרטים ננומטריים שהוסתרו בעבר.

אטומי כוח מיקרוסקופיה (AFM) וסורק אלקטרון מיקרוסקופיה (SEM)

AFM במצב של קיפול יכול למפות את המודולולים ואת המודעות של משטחים TPU עם רזולוציה sub-10 nm, להבחין תחומים רכים וקשה. עבודה חדשה תואמים שלב AFM עם תכונות מכניות נמדד על ידי ננוינטציה. SEM, במיוחד כאשר יחד עם נוקשות X-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), מספק אלמנט טופוגרפי וניגודיות גבוהה יותר של תרכובת של מיקרוסקופית ו- SEM כבר יותר, אבל הוא הציגה-SPT-SPT-D.

קרינת רנטגן קטנה (SAXS) ו-Nourtron Scattering

SAXS נשאר תקן הזהב עבור הדמיה של גודל התחום הממוצע של TPU. מחקרים אחרונים השתמשו סינכרונכרן SAXS כדי לעקוב אחר האבולוציה של microphase הפרדה בזמן אמת במהלך annealing תרמי.הנתונים מראים כי שלב קשה ספאק עלייה עם תוכן פלח קשה אבל מגיע לרמה בריכוזים גבוהים.

Transmission Electron Microscopy (TEM) ו- Electron Tomography

Cryo-TEM אפשרה הדמיה של מיקרו-מבני TPU במדינה מולדתם ללא פריטים כתמים. אלקטרון טומוגרפיה מספקת שחזורים תלת-ממדיים של רשתות דומיין קשיחות. תמונות תלת-ממדיות אלה חושפות כי תחומים קשים אינם spherical אבל לעתים קרובות יוצרים ribbons מקושרים או מבנים לחיקוי שתורמים למתח.

טכניקות מתקדמות אלה אינן רק אקדמיות; הן מדריךות את העיצוב הרציונלי של ציוני TPU חדשים עם ביצועים ממוקדים.הבנת המורפולוגיה האמיתית - ולא מודלים אידיאליים - הוא מפתח לקידוד סינתזה ועיבוד.

כיצד מיקרו-מבנה Governs מכני ביצועים

ההתנהגות המכנית של TPU - אלסטיות, כוח רב-ile, התנגדות של שחיקה, היסטריה וקבוצת דחיסה - היא תוצאה ישירה של הארכיטקטורה המפולגת שלה.

אותנטיות ושיקום

פלחות רכות פועלות כמעיין מולקולרי.כאשר מתוח, התחומים הקשים או המשתנים באופן חלקי, מה שמוביל לזן השונה (set) הפרדה מיקרו-פאזה גבוהה ותחומים קטנים, אחידים קשים ממזערים את הסט מכיוון שתחומים קשים יכולים רפורמה לאחר עיוות.מחקר עדכני מראה כי הצגת כמות קטנה של FLT:0פיזיות crosslinking 1 בין קטעים קשים (mutreative Reformation) באמצעות היווצרות של זרז לחץ דם איטי של 40 אחוזים).

כוח Tensile ו-Toughness

כוח Tensile נשלט בעיקר על ידי חלקיק נפח התחום הקשה ויכולתו לשאת עומס.עם זאת, קשיחות (אנרגיה כדי לשבור) דורשת איזון: מספיק תחומים קשים להתנגד ללחץ, אך מספיק תנועה רופפת של חלקיקים כדי לנתק אנרגיה.התפתחויות האחרונות ניצלו את ה-FLT:0interfacial entpilmentFLT:1 בין פלחים רכים וקשה על ידי שימוש בשרשרת עם כוח גמישה זה.

התנגדות ולבוש

(ה) התנגדות ב-TPU מתואמת היטב עם שני המשתנים והכוח המדמיע (החומרים) של ה-microphase-separated מורפולוגיה יוצרת מנגנון מרתיעה המתנגדים להפצת שריטות.ננו-fillers כגון:0silica nanoparticlesFLT:1 או FLT:2graphene nanoplateLT3 מוטבעים ב-Flica) אשר ניתן להגדיל את נפח של 5:4 000 קשה יותר מאשר ל-Facter.

פיתוחים אחרונים ב-TPU Formulation

חידושים בנוסחאות עברו מעבר לשינויים פשוטים של יחסי המגזר הקשה/רכה, הכוללים ננו-reinforcement, מרחיבי שרשרת חדשים וכימיה דינאמית.

ננו-פייר והנדסת אינטרפיות

(ב) שילוב ננו-מטלרים כגון FLT:0 ננו-שדות פחמן (CNTs) מעלה את המטענים של ננופל:1, FLT:2graphene oxideFLT 3, 4SFLT:4silicaFLT: 5, ו-FLT:6 {\displaystyle \ NLT}}, אשר ניתן להזין את ה-TRateulosesFLTstivated באופן נרחב.

ארכיון תגיות: Soft Segment Modification

(ב) התפתחויות קצרות שרשרת ו diamines הן מרחיבות שרשרת מסורתיות. התפתחויות חדשות כוללות את (FLT:0bis (2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) שינויים ב- 1פול (בשיתוף) שמקורם ב- PET, אשר מציג קבוצות ester היברידיות ל-PTNUM (D) ל-DLCDERCEROL) יכולות להגדיל את Tgulus.

כימיה דינמית (Vitrimers)

התפתחות הופכת היא הצגת אג"ח דינמיות קוהנדסה לתוך TPU, יצירת vitrimeric TPU שניתן לעבד מחדש כמו thermoplastic תוך שמירה על צפיפות crosslink. Transesterification, Transcarbamoylation, או disulfide חילופי תגובות לאפשר את החומר לזרום תחת חום תוך שמירה על שלמות מבנית בטמפרטורה שימוש.

התאמת Microphase Morphology עבור יישומים ספציפיים

יישומים שונים דורשים מיקרו-מבנה שונים.מהנדסי פורמולה משתמשים כעת בשילוב של פרמטרים סינתזה ומעבדים לאחר עיבוד למורפולוגיה של מזל טוב.

הרכב: High Modulus and Heat Resistance

תחת הכותרת של רכיבי הרכב דורשים TPU עם טמפרטורה גבוהה חום דה (>120 ° C) ו- נמוך מצמרר.זה מושג על ידי הגדלת תוכן פלח קשה עבור - 60% ולהשתמש במטעים קשיחים מבוסס MDI עם גבישיות גבוהה.עבודה עדכנית מראה כי נשימה ב 120 מעלות צלזיוס במשך 4 שעות יכול להגדיל את התגבשות התחום הקשה על ידי 30%, העלאת מודלוס על ידי 40% עבור חלקי UV, חיצוני מראה כי הוא מייצב לתוך microazcretgation 1 מ-2,000 קשה לאחר מחזור זמן קצר לאחר ייצוב: 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

תגית: Light Weight Energy Return

(החלות ספורט דורשות צפיפות נמוכה, עמידות גבוהה, והתנגדות גדולה של שחיקה כאן, מכונים טרה-מחץ (FLT:0microcell TPUoriFLT:1 משמשים.המיקרו-מבנה חייב להיות קטן מאוד, אחיד מפוזר אחיד דומיינים קשים (10–30 nm) כדי למקסם את ההתקדמות האחרונה ב F:2 קריטי CO2ing:2 קריטיים CLT3, מאפשר דחיסות מדויקת של תאים קצרים / 3.

מכשירים רפואיים: ביו-סטנסיות וגמישות

עבור מכשירים ארוכי טווח כמו לב מוביל או פירים קטסטר, TPU חייב להתנגד הידרוליזה, חמצון, הלחץ הסביבתי סדק. PU מבוסס פוליקרבונט (PC-TPU) הפך לחומר של בחירה.המגזר הרך שלו הוא פולי (hexamethylene) diol, אשר מציג ניתוח ביוסטרי גבוה יותר כי הוא פיתח בשלב ה-Franic יותר מאשר חומצה פוליתקנית של TPU לאחרונה, 000-Tol (hexa) חזק יותר מאשר תחזוקה חזקה יותר מאשר סיליקון) חזק יותר מאשר סיליקון) חזק יותר מאשר סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון (Ricial) סיליקון) חזק יותר מאשר סיליקון) סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון) סיליקון (מחדשנית יותר מאשר סיליקון) סיליקון) סיליקון חזק יותר מאשר סיליקון סיליקון) דיפולט) חומר חזק יותר מאשר סיליקון סיליקון יעיל יותר מאשר סיליקון סיליקון סיליקון יעיל יותר מאשר סיליקון יעיל יותר מאשר סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון סיליקון

הדפסה 3D: התאמת הרנולוגיה ו Adhesion

ייצור filament מומש (FFF) של TPU דורש איזון בין זרימת היתוך לבין דבקות בין-שכבות.מיקרו-מבנה שולט על האפס-שאטות ואת שיעור הטבוליות בין-שכבות. תוכן הארד מתחת 40% ו- גבישי נמוך מעדיף הדפסה חלקה. A 2023 הראה כי הוספת 0.5 wt% של FLT:0multiated פחמן nanotubes ממוזגת מתחת 40% ו-FLTs משפרת את יכולת הדפסה נמוכה רק על ידי קידוד מגנטית, אך גם כן, אך לא רק על ידי מטבוליזם חזק יותר מאשר תכונות משולבות.

סינתזה בת קיימא ומחזור

חששות סביבתיים מניעים מחקר באסטרטגיות מבוססות TUPU ושיקום יעילות.מיקרו-בנין משחק תפקיד מרכזי בשני.

מבוסס על Bio-based and Renewable TPU

(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

אספקת כימיקלים ודהפומביזציה

מחזור מכני של TPU מוביל לעתים קרובות להשפלה רכוש בגלל סידור מוגבל של תחומים קשים. כימיקלים מחזור דרך FLT:0glycolysisFLT:1 או FLT:2aminolysis FLT 3 יכול להוכיח micropotation קשה לשחזר את המונות המקורי או אוליגומרים, אשר ניתן לספוג פטנט בתולה לתוך LED-איכות של פיזור depoal של מערכת החיסון לאחרונה הוא קל יותר על ידי פיזור קל יותר מאשר ⁇ .

קווי עתיד וגבולות מחקר

מסלול המחקר של TPU הוא לקראת FLT:0 חומרים פונקציונליים 1Freave 1LT אשר מגיבים לגירויים, self-heal, מעובדים עם דיוק חישובי, והם מעוצבים עם מעגליות מההתחלה.

צורת זיכרון וזיכרון עצמי

על ידי שילוב אג"ח דינמיות ניתוק (למשל, דילס אלדר מוסיפים ג'וטס, גשרים מפוכחים, או תיאום מתכת-גרפן) לתוך המגזר הקשה, החוקרים יצרו TPUs שניתן לעצב מחדש בטמפרטורה גבוהה וננעלו לתוך צורה זמנית על הקירור.

מודלים של Micro Structure

דינמיקות מולקולריות (MD) סימולציות ומודלים של coarse-groving הופכים כלים חיוניים לחיזוי כיצד תנאי הסינתזה משפיעים על הפרדה מיקרו-phase.עבודה חדשה השתמשה MD כדי לדמות את ההשפעה של שיעור קירור על גודל התחום: קירור מהיר מוביל מבנים מתוסכלים עם תחומים קטנים יותר, בעוד קירור איטי מניב דומיינים גדולים יותר, מסודרים יותר.

ייצור תוספתי עם שליטה מורפולוגית

מעבר ל- FFF הפשוט, החוקרים חוקרים חוקרים חוקרים את כתיבת כתב דיו (DIW)BuildFLT:1 של פתרונות TPU או ulsions כדי ליצור פיגומים עם מיקרו-מיקרו-מיקרו-יקום מתוכנתים (DIW) על ידי שליטה על השדה ה-hear במהלך החדירה, ניתן ליישר תחומים קשיחים כדי לחקות את המיקרו המוכוון המצויים ב- elasters טבעיים.

חכם או דיגיטלי TPU

חיישנים או תכונות ניתנות לתוכנה הם הגבול הבא.TPU מלא ב-FLT:0 פחמן שחור או גרפן 1 יכול לפעול כמו חיישן זן ממריץ ⁇ .הרשת המיושנת מספקת נתיב התנהגותי היררכי שמשנה התנגדות על פי עיוות.

מסקנה

בחמש השנים האחרונות היו עדים להתקדמות יוצאת דופן בחשיפת ושליטה במיקרו-מבנה של polyurethane thermoplastic. כלים אנליטיים מתקדמים כגון AFM, SAXS, ו- TEM עכשיו מציירים תמונה מפורטת של גודל התחום, צורה וקישוריות מתקדמות, ידע זה ישירות מודיע אסטרטגיות אופטימיזציה של תאים גמישים - השימוש של צינורות פונקציונליים, אג"ח דינמיים, ורשתות מבוססות-ביו-השגה ביצועים מכניים, כמו גם עבור ביצועים כימיים חזקים, כמו גם עבור ביצועים גמישים, כמו גם ויזואליים, כמו גם ביצועים גמישים, כמו גם שיטות אחסון אינטנסיביים, כמו גם תכונות מכניים, כמו גם תכונות מכניות גבוהה יותר, כמו גם עבור תאים חשמליים, כמו גם עבור יכולות מיקרוסקופיות גבוהה יותר, כמו גם חומרים גמישים, כמו גם חומרים גמישים.