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材制視角 | 應用廣泛的TPU材料

2021-02-17 08:17 作者:青春材制  | 我要投稿

初轉(zhuǎn)載于?愛學習的?青春材制?2020-12-18

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就在身邊的TPU材料

  相信很多球鞋愛好者對Adidas的Boost材料并不陌生,其廣泛應用于球鞋中底以起到緩震作用,很多Sneakers對它贊不絕口,搭載Boost材料緩震技術(shù)的鞋款也廣受年輕人的歡迎。

  Boost材料是Adidas與其合作伙伴德國巴斯夫化學公司經(jīng)過兩年時間共同研發(fā)推出的,緩震原理是固體顆粒材質(zhì)(TPU)膨脹后轉(zhuǎn)化成上千個能量膠囊,每個小膠囊都能在每一次受到壓力時有效積聚并釋放能量。沒錯,它就是本文主角——TPU發(fā)泡材料的一種。


  接下來讓我們一起深入了解這種掌控我們腳底的發(fā)泡材料吧!

一、TPU材料簡介

  TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠,TPU是由二苯甲烷二異氰酸酯甲苯二異氰酸酯等和大分子多元醇、低分子多元醇共同反應聚合而成的高分子材料。與混合型聚氨酯和澆鑄聚氨酯相比,TPU在化學結(jié)構(gòu)上沒有或很少發(fā)生化學交聯(lián)。分子基本上是線性的,但存在物理交換。

TPU材料微粒??
甲苯二異氰酸酯
二苯甲烷二異氰酸酯

二、TPU材料的分類

Part 1

根據(jù)軟段結(jié)構(gòu)分類

①聚酯型(含有酯基)

②聚醚型(含有醚基)

③丁二烯型(含有丁基)

Part 2

根據(jù)交聯(lián)是否存在分類

①純熱塑性:純線性結(jié)構(gòu),無交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

②半熱塑性:存在交聯(lián)結(jié)構(gòu),含有少量甲酸脲。

Part 3

根據(jù)功能分類

包含催化劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、抗氧劑、抗靜電劑、除水劑。

1、高耐磨性

  TPU材料的磨損條件——23℃條件下經(jīng)1kg的CS-17磨輪以每秒5000轉(zhuǎn)的速度才能損壞。

2、硬度范圍廣

  通過改變TPU各反應組分的配比,可以得到不同硬度的產(chǎn)品,而且隨著硬度的增加,其產(chǎn)品仍保持良好的彈性。

3、機械強度高

  TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出。

4、加工性能好

  TPU可采用常見的熱塑性材料的加工方法進行加工,如注射、擠出、壓延等等。同時,TPU與某些高分子材料共同加工能夠得到性能互補的聚合物合金。

5、耐油、耐水、耐霉菌

6、再生利用性好


四、TPU材料的用途

  因TPU材料的以上優(yōu)越特點,在應用方面可謂非常廣泛,并且“平易近人”。其不僅僅用于球鞋,更在汽車部件、管道材料、電線材料等領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。

五、TPU材料?vsPVC材料

TPU材料與PVC材料的競爭

  雖然TPU材料的用途很“平易近人”,但價格卻有些讓大家“望而卻步”,因此也就出現(xiàn)了TPU材料與PVC材料之爭。

  PVC材料全稱聚氯乙烯,材質(zhì)偏硬,缺乏柔韌性,厚度較厚,應用壽命短,不環(huán)保,廢棄后對環(huán)境有害,但在我國PVC材料的應用范圍要比TPU材料更加廣泛,因為TPU這種新型材料的價格是PVC材料的3-5倍,導致很多企業(yè)和個人不愿意選擇費用高昂的TPU材料。舉個例子,搭載Boost中底緩震技術(shù)的鞋款往往比基礎(chǔ)款要昂貴,再加上品牌效應的影響,一雙鞋子可能價格上千。

六、TPU材料的發(fā)展前景

  目前,TPU材料行業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展相對不平衡,在歐美發(fā)達國家以及中國、東南亞等勞動力密集型產(chǎn)業(yè)地區(qū),TPU行業(yè)得到了快速的發(fā)展,但在其他地區(qū)發(fā)展較為緩慢。不過,隨著TPU材料生產(chǎn)技術(shù)的提高,再加上本身就擁有全面超越PVC等材料的性能,相信未來會在醫(yī)療、機械航天等新領(lǐng)域加以應用,也會在原有領(lǐng)域應用更加自如、價格更加親民。


參考文獻


1.? ?百度百科《TPU材料》

2. ??知乎《BOOST是什么材質(zhì)》作者:沒有鞋穿

3.? ?知乎《帶你深度解析TPU原料》

? ? ? 作者:駿燁謝閔

4.? ?圖片來源于網(wǎng)絡


撰? 稿? 人:? ? ?科技協(xié)會科創(chuàng)部? ? ? ? ? ? ? ?李嘉宇??馬浩然

責任編輯:? ? ?科技協(xié)會主席團成員? ? ? ? 于世龍

執(zhí)行編輯:? ? ?融媒體微網(wǎng)平臺  ? ? ? ? 鄧浩良

總? 編? 輯:? ? ?         ? ? ? ? 李曉萌


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