TPU- und PVC -Mischmodifikation (Teil I)

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) kann effektiv mit vielen Polymeren gemischt werden, unter denen Polyvinylchlorid (PVC) ausgiebig untersucht wurde. Durch das Mischen von TPU mit PVC kann die Produktionskosten erheblich gesenkt und die Flammverzögerung von TPU verbessert werden. Während die größten Nachteile von PVC die schlechte Wärmestabilität und die begrenzte Elastizität mit niedriger Temperatur sind, hilft die Mischung mit TPU bei der Überwindung dieser Einschränkungen und ermöglicht eine ergänzende Immobilienverstärkung zwischen den beiden Materialien.

Vorteile des Mischens von TPU mit PVC

Das Mischen von PVC in TPU senkt nicht nur die Kosten, sondern bietet auch mehrere Leistungsverbesserungen:

• Passt die allgemeine Härte der Mischung an.

• Verbessert die Verarbeitbarkeit und die Wasserbeständigkeit von TPU.

• Verbessert Flammenhemmung, Wärmefestigkeit und Wetterbeständigkeit.

• Reduziert den Reibungskoeffizienten.

Zum Beispiel profitiert das synthetische Leder von TPU/PVC von der sauberen Oberfläche der TPU, der Resistenz gegen Säuren, Alkalis und Lösungsmittel sowie des natürlichen Lederaussehens, kombiniert mit dem günstigeren Kostenvorteil von PVC.

Warum TPU und PVC kompatibel sind

TPU und PVC zeigen eine gute Kompatibilität aufgrund ihrer ähnlichen Löslichkeitsparameter und der polaren Natur. Beide sind polare Polymere, und ihre molekularen Strukturen ermöglichen Wechselwirkungen:

• Polare Chloratome in PVC können Wasserstoffbrückenbindungen mit den Amino -Wasserstoffatomen in TPU -Ketten bilden, wodurch die Kompatibilität der Mischung verbessert wird.

• Der Grad der Kompatibilität wird auch durch die molekulare Struktur der TPU und den Polymerisationsgrad von PVC beeinflusst.

Einfluss des TPU -Typs auf die Mischleistung

Untersuchungen zeigen, dass:

• TPU auf Polyesterbasis erzielt im Allgemeinen eine bessere Kompatibilität mit PVC und bildet häufig Mischungen mit einer einzelnen Glasübergangstemperatur (TG).

• Polyether-basierte TPU ist bei der Schmelzmischung in der Regel weniger kompatibel mit PVC, wobei typischerweise zwei TG-Werte angezeigt werden.

Mischungen mit Polyester -TPU übertreffen diejenigen mit Polyether -TPU in Bezug auf Zugfestigkeit und Dehnung bei der Pause. Dieser Unterschied liegt wahrscheinlich daran, dass Esterbindungen in der Polyester -TPU im Vergleich zu Etherbindungen stärker mit PVC interagieren.

Einfluss des TPU -Verhältnisses mit hartem und weichem Segment

Die Kompatibilität von TPU und PVC wird auch durch das Verhältnis von Hart und Softsegment in TPU beeinflusst:

• Niedrigerer Hartsegmentinhalt in TPU verbessert die Mischkompatibilität.

• Die Art des Softsegments ist auch wichtig. Beispielsweise enthält TPU, das Polycaprolacton Diol (PCL) als Softsegment bei Inhaltsniveaus von 40%, 60% und 80% gut mit PVC enthält, während ein Inhalt von 20% dies nicht tut.

Zusätzlich fügt PVC (HPVC) hochpolymerisationsabgreone (HPVC) weniger effektiv mit TPU als mittelpolymerisierender PVC ein. Wasserstoffähnliche Bindung tritt zwischen den Aminogruppen (–nh–) und den Chloratomen (–Cl) von TPU auf und unterstützt die Kompatibilität.

Wichtig ist, dass die besten mechanischen Eigenschaften nicht immer in vollständig kompatiblen Mischungen auftreten. Mischung bei Temperaturen, bei denen die harten Segmente von TPU teilweise schmelzen können, können teilweise kompatible Mischungen mit überlegener mechanischer Festigkeit ergeben.

Mechanische Eigenschaften bei verschiedenen TPU/PVC -Verhältnissen

• Härte: Die Härte von plastischen PVC ähnelt der reinen TPU; Daher verändert das Mischen verschiedener TPU -Verhältnisse die Härte nicht signifikant.

• Zugfestigkeit: Bei niedrigerem TPU -Gehalt (mit TPU als dispergierter Phase) zeigen die Mischungen eine höhere Zugfestigkeit als reine TPU. Wenn der TPU -Gehalt zunimmt und die kontinuierliche Phase wird, nimmt die Zugfestigkeit tendenziell geringfügig ab.

• Optimales Verhältnis: Bei einem TPU/PVC -Verhältnis von 90/10, wobei TPU die kontinuierliche Phase mit begrenzter PVC bildet, erreicht die Mischung die höchste Zugfestigkeit zwischen allen getesteten Verhältnissen.

• Tränenfestigkeit: TPU hat von Natur aus eine gute Tränenfestigkeit, und die Tränenfestigkeit von TPU/PVC -Mischungen liegt im Allgemeinen zwischen dem von plastischer PVC und reinem TPU.

Abschluss

Das Mischen von TPU mit PVC ist eine wirksame und weit verbreitete Modifikationsmethode, um die Materialkosten zu senken und die Flammenhemmung zu verbessern und gleichzeitig die ergänzenden Stärken jedes Materials zu nutzen. Mit einer sorgfältigen Auswahl der TPU -Typ, der Zusammensetzung des Segments und der optimalen Mischungsverhältnisse können Hersteller TPU/PVC -Mischungen mit ausgewogener mechanischer Leistung, Verarbeitbarkeit und Kosteneffizienz erreichen.

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