TPU是一種聚氨酯熱塑性彈性體，它是由二異氰酸酯，多元醇和鏈條擴展器組成的多相塊共聚物。作為高性能的彈性體，TPU具有廣泛的下游產品方向，可廣泛用於日常必需品，運動器材，玩具，裝飾材料以及其他領域，例如鞋子材料，軟管，電纜，醫療設備等。
目前，TPU的主要原材料製造商包括巴斯夫，Covestro，Lubrizol，Huntsman，Wanhua Chemical，Linghua新材料， 等等。隨著國內企業的佈局和能力擴大，TPU行業目前具有高度競爭力。但是，在高端應用領域，它仍然依賴進口，這也是中國需要取得突破的領域。讓我們談談TPU產品的未來市場前景。
1。超臨界泡沫E-TPU
2012年，阿迪達斯（Adidas）和巴斯夫（Basf）共同開發了跑步鞋品牌EnergyBoost，該品牌使用泡沫TPU（商品名稱Infinergy）作為中底材料。與EVA中底相比，由於使用多纖維TPU作為基材的硬度為80-85，因此泡沫中的TPU中底仍可以在低於0℃的環境中保持良好的彈性和柔軟度，從而改善了舒適性的舒適性，並且在市場上得到了廣泛認可。
2。纖維增強的修飾TPU複合材料
TPU具有良好的抗性性，但是在某些應用中，需要高彈性模量和非常硬的材料。玻璃纖維增強修飾是一種使用材料彈性模量的常用技術。通過修改，可以獲得可以獲得許多優勢的熱塑性複合材料，例如高彈性模量，良好的絕緣，耐熱性，良好的彈性恢復性能，良好的耐腐蝕性，耐影性，較低的膨脹係數和尺寸穩定性。
巴斯夫推出了一項技術，用於使用其專利中的玻璃短纖維製備高模纖維增強TPU。通過將聚氟乙二醇（PTMEG，MN = 1000），MDI和1,4-丁烷二醇（BDO）與1,3-丙二醇作為原材料混合，合成了具有83個硬度的TPU。該TPU的質量比為52:48複合了玻璃纖維，以獲得彈性模量為18.3 GPA的複合材料，抗拉力強度為244 MPa。
除了玻璃纖維外，還報告了使用碳纖維複合材料TPU的產品，例如Covestro的Maezio碳纖維/TPU複合板，其彈性模量高達100GPA，密度低於金屬。
3。無鹵素阻燃TPU
TPU具有高強度，高韌性，出色的耐磨性和其他特性，使其成為電線和電纜的非常合適的護套材料。但是在諸如充電站等應用程序領域中，需要更高的火焰粘貼率。通常有兩種方法可以改善TPU的阻燃性能。一種是反應性的阻燃劑修飾，其中涉及引入阻燃材料，例如含有磷，氮和其他元素的多元醇或異氰酸酯，通過化學鍵合成TPU的合成；第二個是添加劑阻燃劑修飾，其中涉及使用TPU作為底物，並添加阻燃劑進行熔融混合。
反應性修飾可以改變TPU的結構，但是當添加劑阻燃劑的量很大時，TPU的強度會降低，處理性能會惡化，並且添加少量無法達到所需的阻燃劑水平。當前，尚無商業可用的高火產品，可以真正滿足充電站的應用。
前拜耳材料史密取（現為kostron）曾經在專利中基於氧化磷氧化物的有機磷（IHPO）引入了有機磷。從IHPO，PTMEG-1000、4,4'-MDI和BDO合成的聚乙烯TPU表現出極好的火焰阻燃和機械性能。擠出過程是光滑的，產品的表面是光滑的。
目前，無鹵素阻燃劑是準備無鹵素阻燃劑TPU的最常用的技術途徑。通常，基於磷的，基於氮的，基於矽的基於矽的基於硼的阻燃劑複合或金屬氫氧化物用作阻燃劑。由於TPU的固有易燃性，通常需要在燃燒過程中形成穩定的阻燃層的阻燃量超過30％。但是，當添加的阻燃劑量很大時，火焰阻燃劑被不均勻地分散在TPU底物中，並且阻燃劑TPU的機械性能並不理想，這也限制了其在軟管，膜和電纜等田地中的應用和促進。
巴斯夫的專利引入了一種引起人們的TPU技術，該技術將三聚氰胺聚磷酸鹽和含有磷化酸的衍生物融合為具有平均分子量大於150kDa的TPU的磷衍生物。發現在達到高拉伸強度的同時，火焰阻燃性能得到了顯著提高。
為了進一步增強材料的拉伸強度，巴斯夫的專利介紹了一種準備含有異氰酸酯的交聯劑的方法。將這種類型的萬事集添加到滿足UL94V-0阻燃需求的構圖中，可以將材料的拉伸強度從35MPA提高到40MPA，同時保持V-0阻燃性能。
為了提高火焰tpu的耐熱性抗性，Linghua新材料公司還引入了一種使用表面塗層金屬氫氧化物作為阻燃劑的方法。為了提高火焰 - 引起tpu的水解耐藥性，Linghua新材料公司基於在另一項專利應用中添加三聚氰胺阻燃劑的基礎上引入了金屬碳酸鹽。
4。用於汽車油漆保護膜的TPU
汽車塗料保護膜是一部保護性膜，在安裝後將油漆表面隔離，可防止酸雨，氧化，划痕，並為油漆表面提供持久的保護。它的主要功能是在安裝後保護汽車塗料表面。油漆保護膜通常由三層組成，表面上有一個自修復塗層，中間的聚合物膜，底層的丙烯酸壓力敏感性粘合劑。 TPU是製備中間聚合物膜的主要材料之一。
油漆保護膜中使用的TPU的性能要求如下：抗刮擦性，高透明度（光線透射率> 95％），低溫柔韌性，高溫電阻，拉伸強度> 50MPA，伸長率> 400％，並且硬度範圍為87-93；最重要的性能是天氣抵抗力，包括對紫外線衰老，熱氧化降解和水解的抗性。
當前成熟的產品是由二異氰酸二異氰酸酯（H12MDI）和聚苯二甲酸二醇作為原材料製備的脂肪族TPU。紫外線照射一天后，普通的芳族TPU明顯變黃，而用於汽車包裹膜的脂肪族TPU可以保持其黃色係數，而無需在相同條件下進行顯著變化。
與聚醚和聚酯TPU相比，聚（ε - caprolactone）TPU具有更平衡的性能。一方面，它可以表現出普通聚酯TPU的出色淚液耐藥性，而另一方面，它也表現出出色的低壓縮永久性變形和聚乙烯TPU的高回彈性能，因此在市場上廣泛使用。
由於對市場細分後產品成本效益的要求不同，隨著表面塗料技術和粘合劑的調整能力的提高，多醚或普通的聚酯H12MDI脂肪族TPU也有可能將來應用於未來的油漆保護膜。
5。生物基tpu
The common method for preparing bio based TPU is to introduce bio based monomers or intermediates during the polymerization process, such as bio based isocyanates (such as MDI, PDI), bio based polyols, etc. Among them, biobased isocyanates are relatively rare in the market, while biobased polyols are more common.
就2000年的基於生物的異氰酸酯而言，巴斯夫，科維斯特羅和其他人在PDI研究上投入了大量精力，2015 - 2016年將首批PDI產品投入市場。 Wanhua Chemical已使用由玉米毒劑製成的基於生物的PDI開發了100％生物的TPU產品。
在基於生物的多元醇方面，它包括基於生物的聚氟乙烯（PTMEG），基於Bio的1,4-丁烷二醇（BDO），基於Bio的1,3-丙烷二醇（PDO），基於Bio的聚酯元素，基於Bio的多醇，基於Bio的聚醚聚纖維醇，等等，等等。
目前，多家TPU製造商已經推出了基於生物的TPU，其性能與傳統的基於石化的TPU相當。這些基於生物的TPU之間的主要區別在於基於生物的內容水平，通常從30％到40％，甚至達到較高的水平。與傳統的基於石化的TPU相比，基於生物的TPU具有減少碳排放，原材料的可持續再生，綠色生產和資源保護等優點。巴斯夫，科維斯特羅，盧布里唑，wanhua化學和Linghua新材料已經推出了基於生物的TPU品牌，降低碳和可持續性也是將來TPU開發的關鍵方向。
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