Электрондық киетін құрылғылар, ультра жұқа кабельдер және ақылды үй мөлдір қабықшалары сияқты жоғары деңгейлі қолданбаларда термопластикалық полиуретанды (TPU) тамаша икемділігі, тозуға төзімділігі және мөлдірлігі үшін өте қолайлы. Дегенмен, TPU жұқа қабырғалы өнімдерінің жалынға төзімді модификациясы (әдетте қабырға қалыңдығы<0,8 мм) негізгі қайшылыққа тап болады: дәстүрлі жалынға қарсы заттар сөзсіз беттің кедір-бұдырына, аязға, ағартуға, мөлдірліктің жоғалуына және механикалық қасиеттердің күрт төмендеуіне әкеледі (әсіресе қосудың тиімді мөлшеріне жеткенде). Бұл мәселе жоғары сапалы TPU өнімдерінің дамуын айтарлықтай шектейді. Бұл мақала осы қайшылықтың түпкі себебін зерттейді және ультра жұқа магний гидроксидінің (модель сияқты) арнайы сипаттамаларын пайдалану арқылы технологиялық жетістіктерге қалай жетуге болатынын жүйелі түрде түсіндіреді.MDH-III-3).
1. «Жоғары қосу» мен «жұқа қабырға» арасындағы физикалық қайшылық: TPU өзі тұтанғыш (LOI шамамен 17%) және UL94 V-0 деңгейіне (1,6 мм) немесе тіпті VTM-0 деңгейіне (жұқа қабырға) жету үшін галогенсіз жалынға қарсы заттарды (мысалы, магний гидроксиді, MDH) қосу әдетте 50-60 wt% болуы керек. Жұқа қабырғалы құрылымдарда қатты бейорганикалық бөлшектердің мұндай жоғары үлесі эластомер ретінде ТПУ үздіксіз фазалық құрылымын қатты зақымдайды, нәтижесінде өнім қатты, сынғыш және жарылып кетуге бейім болады.
2. Бетінің сыртқы түріне қойылатын қатаң талаптар: Жоғары сапалы тұрмыстық электроника өнімдерінің құрамдас бөліктері жібек сияқты тегіс бетті, ақаусыз және біркелкі түсті қажет етеді. Кәдімгі MDH бөлшектердің үлкен өлшеміне (>5 мкм) және кең таралуына ие, ол экструзия немесе инъекциялық қалыптау кезінде бетінде оңай «қалқымалы талшықтар», «шұңқырлар» және «ағынды белгілер» қалыптастырады. Оның жоғары бетінің ауданы оңай көшу мен аязды тудыруы мүмкін, бұл сыртқы түрі мен жанасуына айтарлықтай әсер етеді.
3. Мөлдірлік пен тұмандық арасындағы қайшылық: Көптеген TPU жұқа қабырғалы қолданбалар белгілі бір мөлдірлікті немесе жартылай мөлдірлікті қажет етеді. Толтырылған бөлшектердің өлшемі көрінетін жарық толқын ұзындығынан үлкен болса (0,4-0,76 мкм), бұл жарықтың күшті шашырауын тудырады, нәтижесінде тұманның күрт өсуі және мөлдірліктің толық жоғалуы.
«MDH-III-3» моделі терең инженерлік дизайннан өткен ультра жұқа, жоғары таза және жоғары беті модификацияланған магний гидроксиді өнімінің түрін білдіреді. Оның негізгі дизайн тұжырымдамасы жоғарыда аталған міндеттерді шешуге бағытталған:
·Ультра нақтылау және тар тарату: D50 бөлшектерінің өлшемі 0,8-1,2 μ м (яғни микроннан төмен деңгей) диапазонында қатаң бақыланады және бөлшектер өлшемінің таралу индексі (SPAN мәні) өте төмен. Оның маңыздылығы мынада:
·Жарықтың шашырауын азайтыңыз: Көрінетін жарық толқын ұзындығынан кіші өлшемдері бар бөлшектердің үлкен саны жарықтың кедергісін және шашырауын айтарлықтай азайтады, бұл өнімнің өрескел сұр ақ түсті емес, жалынға қарсы талаптарды қанағаттандыра отырып, тамаша мөлдірлігін немесе кем дегенде біркелкі сүтті ақ көріністі сақтауға мүмкіндік береді.
·Стресс концентрациясын азайтыңыз: Жұқа және біркелкі бөлшектердің кернеу ақаулық нүктелері ретінде әрекет ету ықтималдығы аз, бұл TPU икемділігі мен созылу беріктігін сақтау үшін пайдалы.
·Жетілдірілген беттік микрокапсуляция модификациясы:Қарапайым біріктіру агенттерімен қарапайым инкапсуляциядан айырмашылығы,MDH-III-3 трансплантатпен жабу үшін TPU жұмсақ сегменттері бар жоғары үйлесімді полимерлі интерфейс үйлесімділігін пайдаланады. Бұл «икемді интерфейс қабатының» екі негізгі қызметі бар:
·Дисперсияға ықпал ету: MDH бөлшектері арасындағы ван дер Ваальс күштерін айтарлықтай азайту, оларды TPU балқымасындағы ығысу күштері арқылы оңай ашу, наноөлшемді дисперсияның біркелкілігіне қол жеткізу және агломераттардың беттік ақаулар мен кернеу концентрациясының көздеріне айналуын болдырмау.
·Стрессті буферлеу және беру: Бұл икемді қабат қатты бейорганикалық бөлшектердің TPU жұмсақ сегментінің молекулалық тізбектерінің қозғалысына кедергісін азайта отырып, сыртқы күштерді тиімді өткізіп, тарата алады, осылайша ультра жоғары толтыру кезінде де (мысалы, 55 масса) TPU икемді және жиналмалы серпімділік сезімін сақтайды.
·Қоспаның өте төмен иондық құрамы: Дәл синтездеу және тазарту процестері арқылы хлорид иондарының, натрий иондарының және басқа қоспалардың қоспаларының мөлшері ppm деңгейінде бақыланады. Бұл өңдеудің тұрақтылығы мен аязға төзімділігіне тікелей байланысты. Қоспалар жоғары температурада өңдеу кезінде ТПУ деградациясының катализаторы (сарғаю, тұтқырлықтың төмендеуі) болып табылады, сонымен қатар кейінірек «ақ аязды» қалыптастыру үшін жер бетіне көшудің негізгі себебі болып табылады. Жоғары тазалықтағы MDH-III-3 бұл мәселені тамырдан жояды.
· Жалынға төзімді синергетикалық жүйе: MDH-III-3 наноөлшемді жалынға төзімді синергетикалық агенттердің (мысалы, органикалық модификацияланған қабатты силикаттардың) белгілі бір үлесімен араластырыңыз. Соңғысы TPU матрицасында «нано тосқауыл» құрылымын құра алады, ол MDH газ фазасының жалынға төзімділігімен және эндотермиялық ыдырауымен синергетикаланады және MDH қосылатын жалпы көлемін 5-10%-ға азайтады деп күтілуде, механикалық қасиеттер мен сыртқы көріністі сақтау үшін кеңістік жасайды.
·Реологиялық модификатор: жоғары тиімді өңдеу құралдарының (мысалы, фторполимерлер) іздік мөлшерін (0,1-0,5%) қосу жоғары толтырылған TPU балқымасының тұтқырлығы мен пішінінің кеңеюін айтарлықтай төмендетеді, бұл балқыма ағынын жұқа қабырғалы қалыптарда тегіс және біркелкі етеді, осылайша беттің сызығын және тегістігін жояды.
· Төмен температурадағы ығысу дисперсия процесі: MDH-III-3 жоғары дисперсті табиғатына байланысты өңдеу өзегі «қайта агрегацияның алдын алу» және «термиялық деградацияны болдырмау» болып табылады. TPU мен беттік модификаторларға термиялық зақым келтірмеу үшін жұмсақ бұрандалы конфигурациясы және балқу секциясының температурасы 185-195℃ (MDH бастапқы ыдырау температурасынан 340℃ әлдеқайда төмен) қатаң бақыланатын төмен және орташа ығысуы және температураны дәл бақылауы бар қос бұрандалы экструдер пайдаланылуы керек.
·Жоғары қысымды және жоғары жылдамдықты инжекциялық қалыптау: жұқа қабырғалы инжекциялық қалыптау үшін толтырғышқа бай балқыманың қалып қуысын тез және тығыз толтыруын қамтамасыз ету үшін жоғары айдау жылдамдығы мен жоғары ұстау қысымын пайдалану керек, бұл беттік қатаю қабаты мен өзек қабаты арасындағы ағынның айырмашылығын азайтады, осылайша айна тәрізді көрініс алады.
| Өнімділік көрсеткіштері | Дәстүрлі магний гидроксиді (>5 мкм) толтырылған TPU жұқа қабырғалы өндіріс品 | MDH-III-3 ультра жұқа магний гидроксиді толтырылған TPU жұқа қабырғалы өнімдер | Жақсарту принципі |
| Беткі әрлеу | Кедір-бұдыр, айқын қалпақшалар мен ағын белгілері бар | Тегіс және тегіс, таза TPU пайда болуына жақындайды | Ультра ұсақ бөлшектердің өлшемі және тамаша дисперсия макроскопиялық ақауларды жояды |
| Тұман/мөлдірлік | Толығымен мөлдір емес, сұр ақ түсті | Біркелкі жартылай мөлдір немесе сүтті ақ түсті, жоғары сапалы текстурасы бар | Субмикрондық бөлшектер көрінетін жарықтың шашырауын айтарлықтай азайтады |
| Жалынға төзімділік | V-0 жету үшін өте жоғары қосу мөлшері (>65%) қажет | V-0 55-60% қосу арқылы қол жеткізуге болады. | Жоғары дисперстілігі оның отқа төзімді тиімділігін арттырады |
| Созылу күші/созылу | Қатты нашарлау және сынғыштық | Сақтау деңгейі>70%, әлі де жақсы икемділікке ие | Икемді интерфейс қабаты және ультра жұқа бөлшектер кернеу концентрациясын төмендетеді |
| Аязға төзімділік | Беткі ақ аяз бірнеше аптадан кейін пайда болады | Ұзақ мерзімді (>6 ай) миграция немесе аяз жоқ | Жоғары тазалық және тұрақты беттік химиялық байланыс |
| Өңдеу өтімділігі | Балқыманың жоғары тұтқырлығы және нашар өтімділігі | Балқыманың жақсы ағындылығы, жұқа қабырғалы қалыптауға жарамды | Сфероидизация және бетті майлау үйкелісті азайтады |
Жалынға төзімділік пен TPU жұқа қабырғалы өнімдерінің сыртқы түрі арасындағы тепе-теңдік мәселесін шешу жай ғана «толтырғыштарды ауыстыру» мәселесі емес, толтырғыштың микроқұрылымын жобалау, интерфейс химиясы, реология және өңдеу технологиясын қамтитын жүйелі инженерия болып табылады. Жоғары өнімділігі жоғары ультра жұқа магний гидроксиді, ұсынылған MDH-III-3, «шамадан тыс толтыру, нашар өнімділік және нашар сыртқы түрі» бар дәстүрлі бейорганикалық жалынға қарсы құралдардың дилеммасын түбегейлі түрде субмикронды бөлшектердің өлшемі, полимердің икемді интерфейс қабаты және ультра жоғары тазалығы сияқты үш негізгі сипаттамасы арқылы жояды.
