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文檔簡介

1、TPU應用工藝TPU的反應TPU的反應即-OH與-NCO反應生成氨基酸酯-NHCOO-的結合,這包括:長鏈醇與異氰酸酯反應,生成所謂的軟質段(Softsegment),短鏈醇與異氰酸酯反應,生成所謂的硬質段, 者再藉urethane結合成個分子鏈,內含軟質段與硬質段的部分.TPU的構造TPU的分子量根據加工時R值的不同,其分子量變化很大,也就是分子式中n值的大小,有上萬的變化。每一TPU分子鏈中均含有硬質段與軟質段,交互結合而成,也就是所謂的多嵌段(multiblock)共聚合物。此外聚合完成的TPU中,硬質段是如何結合?若以1.4BG為短鏈二醇(B)、 MDI為二異氰酸酯(M),則硬質段是(

2、M.B)結合呢?或是以(M.B.M.B)結合呢?或是說(M.B)N的n有多大?以及其分布狀態如何?都與原料與反應條件的不同而異!但反應結果都必須考慮其使用目的作為配方重點。TPU薄膜主要應用于高級布料之貼合,可應用于服飾,鞋類,保暖內衣及農業用的防寒薄膜等。TPU制造方法可分為:我公司為一段法中的批次加工方式。 TPU的應用主要有以下幾個方面: 薄膜與片材 TPU薄膜與片材可由擠出機擠出成型,厚度從幾微米到幾毫米,并可加入顏料制得各種顏色的產品。TPU薄膜的耐磨性、抗穿刺性、抗撕裂性、彈性、粘合性、焊接性都比較好,因此可以用于制備傳送帶,并可根據TPU的不同類型分別用于傳送干、濕、脂肪類食物。

3、 專用TPU品種還可滿足德國健康委員會(BGA)對于食品接觸材料的要求,以及美國食品醫藥管理局(FDA)的相關要求。 粉末型TPU有望替代PVC用于汽車工業。 TPU對空氣的滲透性較低,可用作阻隔材料。 TPU薄膜還可用于焊接型中空制品、織物層合、保護涂層、泡沫材料密封、耐磨涂層等。 管材 TPU可制成許多不同類型的管材。聚醚酯型和聚醚型TPU具有高伸長率、良好的耐水解和耐微生物性、優異的機械性能(拉伸強度和抗撕裂強度)等一系列優點,因而適用于消防水管的內襯。這種消防管比傳統消防管輕,更便于操作使用。 TPU拉伸強度較高,所以制成的管材可以比傳統管材的壁要薄。 TPU作內層的管材在傳送砂、石漿

4、料時非常有用,其良好的耐磨性、耐穿刺性使得管材的壽命相對較長。 鞋材 由于TPU的耐磨性、耐穿刺性、抗縱向彎曲強度和低溫沖擊強度都比較高,因此常用于滑雪鞋的外層材料。TPU的耐撕裂性和抗裂紋傳播性是塑料材料中最好的。 滑雪鞋常用邵氏硬度50D66D、楊氏模量100600MPa的TPU,并根據不同部位對性能的要求選用合適的TPU牌號。 滑冰鞋也常采用TPU制作,因為TPU的低溫沖擊強度高。 許多運動鞋的鞋底是用TPU制作的,特別是在足球鞋方面的應用最為普遍。常用邵氏硬度85A90A的聚酯型TPU,因其具有極其優異的耐磨性和抗切割性。 汽車部件 因TPU具有良好的回彈性、抗切割性、耐候性、耐油性,

5、故很適合用于汽車工業,用途非常廣泛。汽車外部制品可由純TPU、TPU-PC共混物或者玻纖增強TPU采用注塑成型來制備,其楊氏模量高達2500MPa。 醫療方面的應用 TPU與人體皮膚相容性很好,聚醚型TPU與人體血液和組織的相容性也較好,因此可以用TPU來制作輸血管;甚至開發了TPU制成的微孔型、可生物降解、柔性的,與血液相容的人造血管。 機械制品和其它方面的應用 TPU的高楊氏模量和耐載荷能力使其可用于制作齒型輸送帶。輸送帶常用Shore 8593A的聚酯型TPU擠出成型制得。 TPU還可用于連接件。根據所要連接部件的應用場合與尺寸大小,選用Shore 85A60D的聚酯型TPU,因其模量高

6、,有利于能量的擴散。 利用材料的減震性,聚酯型TPU可以模壓成嵌齒輪,用于現代辦公設備。 TPU制成的篩網可以分離干、濕材料如石子、煤、焦炭等,也可用于分揀、洗滌、分離。因TPU的高耐磨性,故此類篩網比一般的橡膠網或鋼絲網使用時間要長。 TPU用于電纜護套是利用了其高耐磨性、耐切割性和抗撕裂性的優點。1. 鞋材TPU用于鞋材主要由于其優良的彈性和耐磨性。含TPU的鞋類產品穿著舒適度方面比普通鞋類產品優越得多,因此,在高檔鞋類產品中較為廣泛,尤其是一些運動鞋,休閑鞋。2. 薄膜TPU因其優越的性能和環保概念日益受到人們的歡迎。目前,凡是使用PVC的地方,TPU均能成為PVC的代替品。TPU薄膜不

7、僅可與各種布料貼合,還可以用真空熱成型的方法生產輪廓清晰,尺寸穩定的產品。隨著國內環保意識的不斷提高,TPU的應用也越來越廣泛。其中增加速度比較快的領域:鞋面里料、保暖內衣、透明內衣、透明肩帶、松緊帶及醫療用透氣膠帶。3. 膠粘劑TPU膠粘劑屬于聚氨酯粘膠劑的一種。在歐美聚氨酯膠粘劑的使用已經相當普遍,特別在鞋類膠粘劑的使用中,幾乎使用聚氨酯粘膠劑。我國TPU粘膠劑的使用是以TPU溶解后,經過加工處理后獲得聚氨酯粘膠劑。在TPU粘膠劑使用上,主要以廣東、福建、浙江、上海四個主要地區為主。4. 軟管由于TPU軟管具有柔軟,良好的抗張強度、沖擊強度 耐高低溫性,所以在中國TPU軟管被廣泛用作飛機、

8、坦克、汽車、摩托車、機床等機械設備等的輸氣、輸油軟管。主要TPU軟管制造企業集中在廣東、浙江、江蘇、山東、河北等地。5. 電線TPU提供了耐撕裂、耐磨與彎曲特征,耐高低溫性更是電纜性能的關鍵。所以在中國市場上,高等電纜如控制電纜與電力電纜用TPU,用來保護設計復雜電纜的被覆材料,用途也日益廣泛。6. 滾輪聚氨酯彈性體以其較高的機械強度、卓越的耐磨性、優良的耐油、耐酸堿、突出的抗壓縮性及使得其在滾輪上有大量應用。國內滾輪主要有以下幾種:工業滾輪、家用滾輪、運動器材輪、醫療器械輪、玩具輪。7塑膠改性可用于PA,ABS增塑,但成本較高TPU的應用及國內市場分析 熱塑性聚氨酯彈性體,簡稱TPU,具有優

9、良的耐磨性和低溫柔韌性、印色容易、持久耐用、可回收再利用、容易加工等特點。近年來,在國內鞋類出口貿易和汽車工業等強勁拉動下,TPU生產呈現出快速增長的發展勢頭,已成為重要的聚氨酯材料之一。應用領域 目前,全球TPU總產能約為40萬噸/年,年消費量達到35萬噸。我國臺灣省、歐洲及美國是傳統的TPU生產集中地。TPU應用較為廣泛,主要用于以下領域。 鞋類:TPU在鞋類生產上有著廣泛的用途,主要用作鞋底材料和鞋的配件方面,如標牌、鞋扣、裝飾件、鞋底的外層、透明鞋幫等,可代替橡膠、熱塑性聚烯烴和其它材料。 軟管:TPU軟管廣泛用于飛機、坦克、汽車、摩托車、機床等機械裝備的輸氣、輸油軟管。用TPU生產的

10、管材具有柔韌性好、尺寸穩定、透明性好、耐化學品和耐水解性能好、無污染、耐壓性能好等優點。 熔紡氨綸:用纖維級TPU生產的熔紡氨綸具有彈性好、容易進行下游加工、無污染、儲存期長、耐化學品、耐水解等特點。 汽車:主要用于車身外部件、擋泥板、主體側件、聯軸器、保險桿、軸襯、襯墊、密封圈、翼形螺母、儀表蓋和輸油管襯套等。 電線電纜護套:必須能保護絕緣層免受氣候、環境、水解作用的影響以及其它物理破壞。TPU可以滿足該領域的苛刻要求,具有優異的低溫柔韌性、耐侯性、抗潮性和抗菌性 薄膜和片材:用TPU生產的薄膜和片材具有優異的低溫柔韌性、耐磨性和抗扯性好、透明性好,易上色等優點。主要應用領域有救生艇、救生衣

11、、雨衣、傳送帶、可折疊儲罐等。 膠粘劑:現廣泛的應用于尼龍、滌綸及PU織物和皮革的表面處理,具有耐化學品、抗紫外線、耐水解、低溫柔韌性好、高伸長率、彎曲疲勞性能優良等特點。 清漆和油墨:TPU粘合劑可與顏料和溶劑混合配制成清漆和油墨。清漆和油墨可以噴涂或印涂到不同的基體上,主要應用領域有運動鞋、手提包、雨傘、室內裝潢、玩具等。 溶液涂層:TPU可以進行直接涂覆或轉移涂覆。織物涂上PVC或泡沫聚氨酯再用TPU溶液進行涂覆可以制得高性能的制品,代替皮革用在室內裝潢、手提包、行李箱等產品上。 抗靜電和導電材料:有研究表明,25%-75%電器組件的失效都與靜電積累有關,熱塑性塑料合金可以永久抗靜電,免

12、去了靜電的危險和污染。國內市場分析 2004年我國大陸TPU消耗量約10萬噸左右,其中來料加工4萬噸,副牌料及粘合劑3萬噸左右,國內用于工程級的正牌料大約3萬噸。其中70左右從國外或臺灣進口,國內的產量大概在30左右(包括臺商在大陸工廠的產量)。在國內市場需求方面,排在第一位的是鞋材,約占43,用戶主要集中在廣東、福建、浙江等地。第二位是膠粘劑,占14。用戶相對較散,以鞋用膠為主,以進口merquinsa、亨斯曼的產品為主。第三位是軟管,占13。軟管企業主要集中在廣東、浙江、山東、河北,以臺資企業在大陸來料加工為主,中山冬晨、寧波億日等是主要生產企業。本土企業相對規模較小,如三豐橡塑、魯盾聚氨

13、酯等。第四位是薄膜,占8,主要使用進口產品。第五位是合成革,占7。以泉州慶昌、隆臺塑膠等企業為代表。熔紡氨綸排在第六位,占6,我國有熔紡氨綸企業近30家,總產能達到2.5萬噸/年,以江蘇南黃海、保定天鵝、海寧新高和云菲氨綸四家企業為代表。其他用量較大的還有工業用輪和電纜等。目前國內自產TPU多為低端產品,在應用方面存在一定的瓶頸。國內高端TPU需求正在增長,但是由于熔紡氨綸級和薄膜級TPU的技術要求很高,國內在這一方面還有待開發。TPU應用工藝TPU的反應TPU的反應即-OH與-NCO反應生成氨基酸酯-NHCOO-的結合,這包括:長鏈醇與異氰酸酯反應,生成所謂的軟質段(Softsegment)

14、,短鏈醇與異氰酸酯反應,生成所謂的硬質段, 者再藉urethane結合成個分子鏈,內含軟質段與硬質段的部分.TPU的構造TPU的分子量根據加工時R值的不同,其分子量變化很大,也就是分子式中n值的大小,有上萬的變化。每一TPU分子鏈中均含有硬質段與軟質段,交互結合而成,也就是所謂的多嵌段(multiblock)共聚合物。此外聚合完成的TPU中,硬質段是如何結合?若以1.4BG為短鏈二醇(B)、 MDI為二異氰酸酯(M),則硬質段是(M.B)結合呢?或是以(M.B.M.B)結合呢?或是說(M.B)N的n有多大?以及其分布狀態如何?都與原料與反應條件的不同而異!但反應結果都必須考慮其使用目的作為配方

15、重點。TPU薄膜主要應用于高級布料之貼合,可應用于服飾,鞋類,保暖內衣及農業用的防寒薄膜等。TPU制造方法可分為:我公司為一段法中的批次加工方式。 長鏈二元醇一段法: 鏈延長劑 混合攪拌 加熱熟成 粉碎造粒 二異氰酸酯長鏈二元醇 預聚合物預聚合法: 混合攪拌 加熱熟成 粉碎造粒二異氰酸酯 鏈延長劑TPU的應用(以產品特性分類)產品類別 生活、民生、用途 電 子、機 械、汽車工業 醫 療 與 航 太 科 技用途 鞋業、鞋材、拖鞋紡織、成衣、機能衣材合成皮接著劑玩具運動器材建筑材料、建筑配件 TPU電子遮蔽材料光學纖維外緣電子產品包裝材強化耐溫機件機械模塊油封、O型環、墊圈汽車零件、儀表板、內裝組

16、件、避震、傳動軸防塵套 人工血管輸血管、血漿袋人工器官替代物防水透濕醫療織物醫療軟管高物性抗撕裂薄膜光學薄膜所占比例 56% 36% 8%下表為常見TPU加工特性與用途實例:類 型 區 分 利 用 特 性 實 例射 出成 型 運動鞋底鞋跟表帶機械零件輪件紡織服飾 耐磨耗、耐曲折疲勞、耐寒耐磨耗、加工性強度、透明性、不黃變、不吐臘物性強度、耐熱氧化性耐磨、加工性透明、外觀表現 高級運動鞋、休閑鞋皮鞋跟、高跟鞋跟表帶、運動用品、水中用品復合材料、墊片、油封、電子零件工業輪、休閑輪LOGO、配件、拉煉、飾條押 出成型 工業管膠版、片異型押出披覆押出 物性強度、押出性表現物性、耐磨性物性、加工性加工性

17、、耐磨 工業用空氣管、醫療用子母管、包紗管、民生用管件輸送帶、工業板材、鞋飾片2D、3D印刷片、氣墊、醫療用墊片、合成皮異型押出品工業、電子電線披覆日前,全球最大的化工原材料生產商德國巴斯夫公司(BASF)在上海浦東的一體化聚氨脂生產基地建成投產。這是一個集亞太地區聚氨脂技術開發、組合材料裝置及熱塑聚氨脂生產于一體的研發中心。國內汽車行業用戶在優質原材料供應及高品質汽車內外飾總成、零部件開發生產等方面多了一個重要的跨國供應商,同時對提升優質聚氨脂材料在國內汽車行業的應用水平會產生積極影響。德國巴斯夫公司聚合物執行董事費德民博士對記者說,中國是全球聚氨脂重要的消費市場。2006年全球TPE需求量

18、達到了215萬噸左右,目前TPE消費結構中TPS約占44%、TPO占31%、TPU占9.5%、TPEE占6.5%。苯乙烯類TPE仍居用量之首,隨著TPO進入汽車替代傳統的熱固性橡膠和聚氯乙烯材料等,TPO市場份額將不斷擴大。有關專家介紹,隨著中國近年來汽車市場爆發式增長,TPU類的應用將迅猛增加,其中汽車上用量占總產量的75%以上,2006年消費量達到37萬噸左右。中國成為全球TPU需求增長最快的國家之一,尤其是以汽車為中心的應用市場將保持年均10%的高速增長。2006年, 國內曾召開過中國汽車工業聚氨脂應用論壇,表明隨著近幾年來汽車工業的快速發展,聚氨脂產品在汽車工業中使用量日益增多。目前,

19、聚氨脂產品占汽車塑料用量為20%。汽車座椅、隔音材料、儀表盤、遮陽板、門板和頂棚襯里等零部件均使用聚氨脂制品。國內一些業內人士談到,從再利用、輕量化和高性能的角度考慮,TPE未來市場廣闊,因此要加快推進中國汽車工業需要的TPE本土化進程。聚氨脂產品受到汽車內飾設計師、工程師、原材料采購專家及聲學工程師歡迎,聚氨脂組合材料為現代轎車產品帶來了增值服務,提高了轎車內飾的品質。目前,高性能微孔聚氨脂彈性體已經成為汽車緩沖系統、發動機支撐墊、摩托車緩沖塊和工業緩沖塊的重要生產原料。現代汽車制造業,內飾、減振等非金屬材料的升級換代方面已經發展到一個新階段。業內人士介紹了這樣一組數據,歐洲、美國、日本汽車

20、行業對聚氨脂應用比例達到40%50%,而中國汽車聚氨脂材料的使用率不到20%,仍處于低水平,而受制于目前國內汽車市場降價的壓力,中國汽車生產的聚氨脂材料的應用要達到國外同類水平尚需時日。熱塑性聚氨脂彈性體取代傳統金屬部件及傳統熱塑件,可大大減輕汽車重量,并降低汽車能耗。聚乙烯可用于制造燃油箱、擋泥板、方向盤、各類液體儲罐,車廂內飾件及襯板等。用高分子高密度聚乙烯吹塑成型的塑料油箱與金屬油箱相比重量輕,耐腐蝕性好,空間可充分利用。另外,塑料燃油箱可一次成型,降低成本,簡化工藝。國內許多轎車已采用多層復合聚乙烯塑料燃油箱,如上海通用的別克系列轎車和旅行車、一汽-大眾速騰以及上海大眾的帕薩特B5轎車

21、等。以聚氨脂作為車身部件材料,生產商采用新的技術,降低生產成本,設計出流線型、富有時代感的汽車。在物理特性上,聚氨脂與鋼質材料顯著的不同是:碰撞變形時可吸收沖擊力好;抗腐蝕、隔熱、隔音、易于成型、著色和修復;工藝制作成本低。熱塑性聚氨脂彈性體的承載能力、吸收能量、抗切割性、耐磨性、低溫沖擊性以及耐油性、耐溶劑性、耐氣候老化性等都很優異。臺灣昆仲股份有限公司與福州昆勝復合塑料有限公司的總經理張聰賢在首屆中國聚氨酯論壇現場,為與會者深入淺出地做了一份TPU(Thermoplastic Polyurethane)的市場應用及常見問題的報告,因報告所涉獵的市場、技術問題為眾廠商所關注,張總發言時臺下座

22、無虛席,大家都全神貫注地聆聽這場精彩演講,我們不妨回顧一下會議報告的主要內容: 、前言 TPU材料為熱可塑性彈性體(Thermoplastic Elastomers)之一種,為近年來發展較快之塑橡膠材料,因其具有橡膠之物性與塑膠之加工性,如低溫柔軟性、耐磨性、透氣性,又符合環保訴求,97年拜NIKE之賜,將TPU取代對環境污染性高的PVC材料,造就了TPU用量大增。 、何謂TPU A、制造方式可分為 Batch Process;Continuous Process B、物性:TPU之軟硬度分布廣泛 在shoreA60A至shoreD74D之間,軟硬度的應用取決于成品的需求與要求,所以TPU很多

23、的開發案件是市場導向。 C、規格Ester(酯類)為最常見規格,另外有:Ether(醚類)、 PCL(碳酸酯類)、PCDL等。 、TPU之應用 A、注塑:運動鞋、汽車配件、工業用輪、雪(冰)鞋、表帶、機械零件 B、擠出、吹出:空壓管、水管、消防水帶、氣囊 C、薄膜、板材、壓延皮革(以Goodrich公司材料為主) D、接著劑:膠水、油膜(以Merquinsa公司材料為主) E、彈性絲 F、電線電纜(以Compounding工廠為主) 、TPU Compounding現況與發展 A、PU與工程塑膠(PC、PBT、ABS、POM) B、TPU與彈性體(TPR、TPEE、TPV) C、TPU防火規格

24、(低煙無鹵、VO級) D、TPU發泡材料(Huntsman公司已開發出來) E、滑劑與UV劑之應用 、中國TPU市場分析 2002年中國約進口10萬噸TPU膠粒,以BASF、Bayer Goodrich公司與臺灣廠商為主;2001年首家臺資企業福州昆勝公司在國內投產,生產TPU膠粒;2002年加入宏德與優得在廣東投產;2005年將有3家新投產之臺資企業,再加上國內廠家,未來大約有5萬噸TPU會在國內生產,但TPU之主原料(AA、MDI)為歐、美、日等國際大廠控制,再加上Off Grade充斥于市場,TPU廠商毛利率已不斷壓縮,于是開發附加價值高的規格與穩定質量之材料將是TPU廠家的當務之急,否

25、則每年20%的需求成長量卻引來30%的投產量,于是低技術含量之規格將無利可圖。 、TPU常見問題 A、干燥不良問題 B、Fish eye(魚眼現象) C、色差與透明度問題 D、黃變問題 E、粘度與流動性問題。建利TPU薄膜公司專業經營TPU薄膜。TPU是環保高分子聚合物,中文名叫熱塑性聚氨脂,又稱為防水透濕膜。是新型環保材料為防水透氣面料應用的重大突破,它克服了PVC和PU皮的諸多缺陷。它不但擁有橡膠及普通塑料的大部分特性,而且還擁有優良的綜合物理及化學性能,所以又被稱為未來素材。TPU薄膜是采用TPU粒料,通過特殊工藝制成的薄膜。它繼承了TPU的優秀物性,應用范圍極為廣泛。公司在歐美擁有良好

26、的采購渠道,倉庫常年備有大量各種不同種類的TPU現貨。我司根據國內客戶對TPU的需求,寬幅可根據客戶的要求而作出相應的調整.公司最成熟的TPU服裝、鞋材貼合專用膜及硅膠胸墊專用薄膜已在國內擁用較大市場。我司擁有專業的銷售隊伍,將竭誠為您服務!我司專營進口TPU薄膜、TPU防水透氣膜(透明、半透明、霧面、乳白色、膚色、黑色)TPU熱風膠帶(防水條)、熱熔膠膜、TPU松緊帶。1、TPU透明膜,用途:制鞋、箱包、手袋、制衣、醫療、軍事、玩具、厚度:0.02-0.2MM產品優勢:高強度、高撕裂強度、高耐油、低壓縮變形、高彈性、高軟性。2、TPU防水透氣膜顏色:霧面、乳白色、膚色、黑色。厚度:0.02-

27、0.2MM用途:服裝、鞋材面料貼合、硅膠胸墊、內衣輔料。優勢:高耐水壓、高透濕性、手感好、加工性能好、耐水洗干洗。3、熱熔膠膜用途:鞋材、服裝、防水條、防水拉鏈、商標、電腦織嘜、繡花。優勢:是一種膠粘材料,用于粘接兩種相同或不同的材料,可與各種布料、塑膠貼合,(可熱壓貼合,熔點80度-120度)特點:粘合時無需膠水,不含溶劑,環保無毒,耐水洗,干洗,手感柔軟。4、高低溫膜用途:充水袋、充氣袋、泡棉復合產品。優勢:高耐磨、高撕裂強度、高耐候性、抗細菌侵、抗水解性。在全球制鞋業以提供環保TPU薄膜享有盛名的臺 灣捷欣企業,成立于1988年,專業生產TPU薄 膜、TPU人造皮及TPU復合材料,月產T

28、PU薄膜量達700噸,并可月產120噸TPU發泡薄膜。 捷欣企業股份有限公司總經理王水木先生透露:捷欣計劃今年下半年推出制程零污染、生產成本更低廉的TPU人造皮。由于這種新型人造皮成本低,重量輕,而且非常柔軟。目前已有知名制鞋大廠,預定采用這種新材料,生產2007下半年的新款,而且是整雙鞋都將采用這種TPU人造皮制造。王先生強調說:這種新研發成功的TPU人造皮,最大的特色就是制程中沒有使用溶劑,沒有8大重金屬,無污染,無廢水,更無廢氣。他稱之為“清潔生產”的TPU人造皮。捷欣目前已經提出專利申請,臺灣廠預定今年第3季投產,3年后,計劃把全部制程引進大陸。 王先生表示,捷欣自行研發的這種TPU人

29、造皮,完全發揮TPU所有的特性。包括它很耐磨,因此可以用來制造鞋底。它的延展性強,柔軟度高,所以可用來做鞋面。而由于制鞋廠商的精巧設計,因此用來制造整雙鞋,使用者也不用擔心透氣性的問題。再加上捷欣生產的TPU材料都可以回收再生,所以該款全TPU人造皮制造的整雙鞋,未來也不會給環境帶來污染。甚至由于整雙鞋都是用TPU制造,還可讓回收再生的處理過程更簡化,成本更下降。 不過由于涉及名牌制鞋大廠的商業機密,因此王先生不肯展示采用這款新TPU人造皮打造的鞋樣,而僅透露,捷欣已經計劃在未來35年后,在大陸生產這款TPU人造皮。據了解,捷欣TPU人造皮已經得到Nike、Reebok和Adidas的品質認證

30、,所以今年下半年會是哪一家制鞋大廠推出全TPU人造皮生產的鞋,業界都在拭目以待。尤其捷欣生產的TPU材料,在色彩上非常有靈活性,而且色澤品質穩定,因為該公司自己生產色母粒,不假手他人。因此一般預料,新款的全TPU人造皮制鞋,花色可能還會超越珠光色,給消費者帶來更大的驚奇。 王先生進一步解釋:所謂全TPU人造皮制鞋,其實在邊飾和LOGO等配件上,為了美觀,裝飾材料還是會用與鞋面和鞋底不一樣的材料制造。而該公司去年第3季已經投產的一種TPU發泡材料Polar Foam,目前是最佳的搭配選擇。事實上,已經有制鞋廠商采用這種產品,開發新的球鞋配件。還有其他的運動器材廠商,也用來開發新產品。 王先生相信

31、,經過35年在臺灣把生產過程調適到成熟后,TPU人造皮可望在2010年以后,也可以在大陸設廠生產。目前該公司在東莞已經設廠,生產安全氣囊和油包等產品使用的TPU薄膜。不過,由于為求品質更穩定,設廠3年多來,原材料至今都還是從臺灣采購。雖然相形之下成本會增加,但因為捷欣在大陸的客戶,主要都是從臺灣去設廠,幫名牌運動鞋廠生產的臺灣廠商,因此為要保住訂單不流失,許多客戶還是寧可采用捷欣的產品。 王先生指出,其實制鞋業的競爭壓力非常大。因為近年新款鞋種的產品生命周期都非常短,平均大約每3個月就會有新鞋款被推上市場,這對經驗不足的鞋廠,即是一大嚴峻的挑戰。尤其每3個月就要換新款式,皮料的裁剪和車縫、技術

32、要求非常高。所以目前臺資鞋廠都還能把過去數十年累積來的,學自日本師傅的經驗,在內地市場暫時取得競爭優勢。可是長期來看,王先生相信未來除了在人力費用上降低生產成本,是維持強大競爭力的一項關鍵之外,更重要的是原材料還要能夠環保再生。因為石化原料價格,未來勢必隨著上游產量越來越有限繼續向上攀升,而影響到下游各項產業。而制鞋業的成本,在這種大環境里,將很難維持不漲。因此如果采用可環保再生的TPU人造皮,不但初期的生產成本可以降低,未來也比較有機會當一片漲聲響起時,仍能保持低成本的競爭力。 不過,王先生認為,目前臺資鞋廠大多是靠為世界名牌代工生存,這種只能外銷,不能內銷的情況,必是一大隱患。因為大陸內地

33、的鞋類市場非常龐大,可是臺資鞋廠卻不能取得地利之便內銷,生存空間顯然受到擠壓。雖然對捷欣TPU人造皮的銷售而言,無論臺資、外資或內地企業都一視同仁,但就市場競爭力而言,王先生覺得內地鞋廠未來的機會將更大。而捷欣將全力配合提供的,就是開發必更快速、交貨期必更短、單價必更有競爭力。 王先生說,捷欣生產的TPU薄膜是無毒性環保材料,也是一種高分子彈性體,具有耐磨、抗拉、耐高溫、耐低溫不龜裂等特性,可用于鞋類、運動用品、成衣類、醫療類、皮包類、吹氣玩具類、登山用品、腳踏車等,目前除已取得ISO 9001:2000認證外,也已獲得全球各主要國際運動鞋大廠如Nike、Adidas、Reebok等的認證。由

34、于全球的環保意識越來越高漲,因此以前制造鞋面使用的PVC逐漸被淘汰,大家都已改采環保的TPU。同時,像跑步機皮帶、醫療床墊和3C產品,都因環保意識抬頭而大量采用TPU生產。捷欣除了生產一般用TPU薄膜外,也因應客戶要求生產抗菌級TPU薄膜、抗靜電TPU薄膜、高強度彈性TPU薄膜及各種復合性TPU薄膜。熱塑性聚氨酯彈性體(簡稱TPU),以其優異的性能和廣泛的應用,已成為重要的聚氨酯材料之一。近年來約以10%速度逐年增長,2000年全球TPU總產量約為14萬15萬t。我國2000年TPU產量估計為0.4萬t左右。由于聚氨酯原料多元醇及異氰酸酯品種較多,不同相對分子質量及分子結構的軟、硬段結合,所得

35、的TPU的種類及性能各不相同。TPU兼有塑料加工工藝性能和橡膠的物理機械性能,其耐磨、耐油、耐低溫、耐輻射性能尤為優良,使其應用廣泛。我國由沈陽化工學院設計的年產1000t的TPU生產線在遼寧省錦州天工實業公司已試車成功,并即將投入生產,產品性能經過測試已達國際水平。 山東煙臺華大公司和天津堯舜聚氨酯制品有限公司從國外引進的TPU生產裝置,目前按各自的銷售渠道在正常運轉。近年來,由于原料生產裝置和設備的大量引進,更會促使我國TPU生產的發展。1 TPU的合成TPU合成方法可分為一步法及預聚法,由于反應條件不同,聚合物的性能出現較大的差異。其中最佳的方法是一步法用雙螺桿擠出機生產TPU。對于一步

36、法制得的TPU,基本上是屬于一種嵌段線型聚合物,基本反應式為: 2nOCN-R-NCO nHO-R-OH nHO-R-OHCONH-R-NHCOO-R-O-CONH-R-NHCOO-R-On 采用雙螺桿擠出機連續合成TPU,其工藝步驟是由原料預備、計量輸送、混合反應、擠出造粒四個部分組成。該工藝具有原料配比計量精確、混合均勻、反應溫度均一及物料在機內停留時間均勻等特點。但工藝流程中,對原料水分的控制、計量的精度、輸送、溫度分布以及切粒技術都不可忽視1。根據需要,通過配方的調整,可設計出具有合適性能指標的TPU產品。TPU的合成是一個系統工程,把握好各項要素,就可以取得滿足的效果。TPU合成工藝

37、研究動向,應著重在改善其物理機械性能及耐熱性能。2TPU的應用開發TPU由于性能優異,深受人們的青瞇,它的應用幾乎滲透到各個工業領域,如建筑、汽車制造、防震緩沖材料、鋪裝材料、制革等領域,而且還有很多潛在領域有待開拓。2.1在紡織工業上的應用TPU在紡織上的應用,主要是采用熔融法紡氨綸,國內也開展了這方面的工作26。目前,世界上氨綸生產大部分是以干法為主,美國杜邦公司的氨綸產量占世界氨綸產量的一半以上。采用干法紡絲生產的氨綸性能優良,但投資過高(年產500 t的工廠約需投資2億元人民幣),投資回收期長,生產成本也較高,并且存在污染環境問題,危害人體健康。而熔紡法生產氨綸具有投資較少、成本低、對

38、環境無污染等優勢,并可利用現有其它纖維的熔紡設備,并無需作大改動和更新設備就可生產中等品質的氨綸,具有較好的經濟效益。我國在此領域的開發與研究均有報道,工業性氨綸試紡亦取得很好的效果。熔紡氨綸與干法氨綸性能差異正在縮小。熔紡法將成為氨綸的主要生產方法之一。 目前,熔紡氨綸的伸長率已達干法水平,其拉伸強度則明顯高于干法氨綸,由于干法氨綸比熔紡氨綸有較好的微相分離程度和硬段區穩定性,決定了熔紡氨綸在彈性恢復率上存在差距。因此,假如經化學交聯處理后,纖維的回彈性可以得到明顯的改善。熔紡氨綸工藝大致在一步法、二步法、封端法和直接法四個方面有報道237。 有人曾用熔紡一步法,優化配方,在未加任何添加劑的

39、情況下,制得的氨綸纖維拉伸強度1.3 cN/dtex,斷裂伸長率729.1%。我國深圳新綸公司采用二步法制成的氨綸纖維拉伸強度1.6 cN/dtex、斷裂伸長率600%,300%定伸恢復率97%。盡管如此,我國對熔紡法氨綸的研究,還很不夠系統和深入。隨著對紡絲過程中,微相分離結構的形成機理、動力學及紡絲成型性能方面的深入研究,會進一步完善熔紡工藝,從而制造出性能優異的氨綸,這對于我國熔紡氨綸工業的發展將起到很大的促進作用。 氨綸新品種開發領域著重在原絲新品種上,例如在耐氯、耐水解、耐熱、耐潮、耐霉菌以及阻燃方面。在加工方面,氨綸可與尼龍等纖維進行包復或包纏,其染色性、機械強度及耐磨性均優良。用

40、氨綸作芯絲,外面用蠶絲進行螺旋式包纏,可以提高真絲產品檔次,增加我國絲綢產品在國際市場上的競爭力。采用純棉紗和氨綸加工成包芯紗,經過整染加工后,布面經向具有彈性,所開發的高彈牛仔布及燈芯絨也深受消費者喜愛。2.2汽車保險杠 注:TPU保險杠由沈陽化工學院開發制造;PP-EPDM保險杠為國內外使用的現有產品。TPU可應用于汽車車體的多種構件,如保險杠、儀表板、減震墊等零部件。汽車保險杠一般由面層和增強梁組成。國內外的保險杠多為聚丙烯(PP)與乙丙橡膠(EPDM)共混物材質。有專利報道8,使用TPU制成的保險杠,先后經歷了以4080 km/h的車速進行的撞車沖擊試驗,和用10 kg大錘60余次的重

41、砸,未發現明顯破裂,說明其安全性能很高,在事故中可降低車輛損傷程度和人員傷亡。該保險杠生產成本較低,值得開發。TPU彈性體材料與PP-EPDM共混材料的性能見表1。 我國即將進入WTO,汽車行業必須有新的特色方可立于不敗之地。因此開發具有安全性能高的保險杠,應引起有關方面的注重。2.3鐵軌枕墊板國內外鐵路使用的軌枕墊板,其綜合性能尚不足之處,使用壽命短,影響了列車的提速和綜合設施配套。專利報道10,在TPU中添加廉價填料制成的軌枕墊板,性能優于橡膠墊板,可較大限度地吸收行駛的列車對鋼軌和路基的沖擊壓力,從而在不增加列車牽引動力、不改造路基、不減少停站點的情況下,使列車達到提速目的,行車速度可提

42、高到250 km/h以上。測試結果表明,新型軌枕墊板對鐵路通訊的指揮系統無任何干擾,其磨耗指標比橡膠墊板低10倍,使用壽命大為提高,從而減少墊板更換次數,降低更換費用,綜合性能優良。2.4TPU在航空業上的應用開發攔阻網用于阻止飛機起飛或著陸滑跑時發生意外沖出跑道,而保證飛行人員和飛機的安全,避免重大事故發生。國外的機場攔阻網大多由尼龍編織制成。我國用TPU為原料采用擠出方法制成的攔阻網,具有強度大、重量輕、彈性好、不易霉爛、耐撕裂、耐低溫、耐油性能好等優良性能。在TPU原料中加入熒光物質制成的網體能晚上發光。其各種性能均優于國際上用尼龍編織的網體。例如尼龍編織的豎帶,其拉伸強度為139.2 MPa,用TPU制成的豎帶拉伸強度為186.3 MPa。因而TPU可應用于機場攔阻網。該攔阻網亦可用作在高速公路或盤山公路危險地段的護攔。 用TPU制成的飛機薄壁油箱,不但工藝簡單,且壁薄,重量輕,使用壽命長。TPU又具有較高的抗輻射性,適用于制作宇宙飛行人員、X射線和原子能工作人員的保護衣。 隨著航空事業不斷發展,對飛機維護技術需求也相應增加,同時對復原技術的要求也更加嚴格,采用壓縮空氣充氣的由TPU制成的氣囊抬高技術,可滿足以上的要求。2.5電纜外套用于海

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