BASF-TPU加工工艺教程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,26/09/2003,VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,*,BASF Greater China,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,1,Part 1,世界上主要的供應商:BASF,(E,lastogran GmbH),P,art 2,什麼是,TPU?,Part 3,TPU,的特性與用途,Part 4 TPU,的加工,熱塑性聚氨酯(,Thermoplastic PolyUrethane),材料特性 加工 應用,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,2,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,儲存,ELASTOLLAN供给的TPU顆粒原料為無色,方粒或圓粒.,ELASTOLLAN是易吸濕材料,假设將乾燥的材料暴露於空氣中,將會快速吸取空氣中的水份.聚醚型比聚酯型更易吸濕.,推薦將材料存儲在乾燥的室溫環境下.,為了防止凝露,儲存在低溫下的材料,在打開包裝之前,建議令材料達到室溫.,包裝袋在打開之後,假设袋中還存有材料,應儘量封緊袋口.,只有在絕對必要的情況下，才應該將顆粒狀的材料暴露在周圍空氣中.因此,必須蓋緊加工機器的加料斗,這點特殊重要.假设料斗被打開了幾次,建議重新對其 中的材料進行乾燥處理。,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,3,TPU,的加工,O=C=N-R-N=C=O +HO-R-OH,O=C=N-R-N-C,O-R-OH,_,=,_,H,O,up to 230C,water=H-O-H,di-isocyanate,異氰酸酯,Diol,醇,Urethane,脲,水在,TPU,加工中的降解作用,(,DEGRADATION),Elastollan,P,rocessing,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,4,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,DRYING乾燥,粒狀的材料假设含有過多的水分將會導致加工問題，並降低成品的品質。假设塑化的材料產生泡沫或者熔體中出現氣泡，说明材料中含有過多的潮氣水分。許多情況下，擠出(押出)法加工過程中假设輸出量發生波動則很可能說明預乾燥不充分。為了確保Elastollan加工的成品具有最正确的性能，在加工前，有必要對材料進行乾燥處理。乾燥後的粒狀材料的水分含量不應該超過0.02%(重量百分比).,當使用空氣迴圈爐進行乾燥處理時，顆粒的層高不應該超過4釐米。假设使用除濕型空氣乾燥器時，可以根據總的有效容量設置除濕的力气。,乾燥後，顆粒狀材料應該马上被儲存在能夠安全密封的乾燥的容器中,以免再次吸濕.,當使用色母粒和添加劑時，必須確保它們是乾燥的。因此，在乾燥處理之前，最好先與顆粒材料預混，以確保整個產品是乾燥的。,常規的空氣迴圈爐、真空乾燥櫃和除濕型空氣乾燥器最適合用於進行這種乾燥處理。所建議的乾燥參數請參見下表:,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,5,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,COLORING著色,在我們的Elastollan系列產品中，全部等級的材料均能夠被著色。基於TPU的濃縮色母粒最適合於這種用途。通常情況下，所添加的色母粒的协作比率是2%，然而，含有添加劑的Elastollan等級材料，例如阻燃型材料，可以要求提高协作比率，以便完全滿足顏色的深度。,非Elastollan的色母極有可能與Elastollan材料不相匹配。差的顏料會使著色不坚固，並導致差的外表和損害產品品質。,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,6,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,ADDITIVES添加劑,能夠使用各種添加劑提高ELASTOLLAN材料的性能。以下是為ELASTOLLAN供给的常用添加劑:,UV STABILIZER 抗UV穩定劑,LUBRICANT 潤滑劑,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,7,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,RECYCLE重複使用,根據成品製件的品質要求，最多只能参与30%的回收料。回收材料類型和硬度應該與Elastollan原材料的類型和硬度一样，並且不含有任何雜質和污染物。,抱负情況下，回收的材料應該被切成小方塊，並且是乾燥的和未經過長時間儲存的材料。已經被污染的或降解的材料不適合重複使用。,連續的重複迴圈使用回收料會大幅度降低成品製件的品質。ELASTOLLAN技術說明中所標注的某些品質要求不適用於回收材料。,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,8,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,RECYCLE,重複使用,重複使用會導致大局部,性能下降.,在經過五次重複使用後,C80A的拉伸強度保持在,新鮮材料的60%左右.,ELONGATION伸長率,根本上不會因為重複使,用而下降.,此實驗的基礎條件是:,正確的加工過程,抱负,的加工工藝.,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,9,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,/,/,/,/,/,/,/,/,Morphology,分子形態表述,/,/,/,/,/,/,/,/,P,ost,Cured,經過回火處理:,After processing,剛加工出來,沒有經過回火處理:,POST TREATMENT,回火處理,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,10,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,POST TREATMENT 回火處理,通常,模塑的Elastollan製件在室溫下儲存數周後才能獲得抱负的性能。為了在短期內達到最正确的性能(例如測試之前)，有必要對製件進行回火處理。這種熱處理可以在空氣迴圈爐(烘箱)內進行。,ELASTOLLAN退火處理的條件為 100C,20小時,退火處理過程中，具有低穩定性(例如低硬度)的鑄件應該留神儲存，以避开發生變形。,擠出(EXTRUSION)成型的製件則僅在特殊情況下進行退火處理。,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,11,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,回火處理對,ELASTOLLAN,硬度的作用,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,12,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,HEALTH,SAFETY,DISPOSAL安全 安康 處理,根據所使用的材料等級，Elastollan能夠在很廣的溫度範圍內進行加工。,對於全部自然的或合成的有機物質，在确定溫度下均有可能發生分解作用。分解的速率將取決於所應用的溫度和所使用的材料。根本上，當ELASTOLLAN溫度超過230時，就有可能開始發生分解作用。當彈性體熔化並暴露在空氣中時，就有可能釋放出蒸汽，並對工作場所造成影響。鑒於此，建議供给一個有效的抽吸排氣系統，尤其在熔體出口區。,Elastollan材料能夠完全發生反應，且不會對環境造成任何危害。因此，所產生的垃圾能夠運往公共垃圾站或者垃圾焚燒廠進行處置。應該遵守政府對垃圾處置所做的規定。,進一步的資訊請參見我們的安全資料表(MSDS)。,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,13,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,MACHINE DESIGN 機械設計,單螺紋、三段式螺杆注射成型機適合加工Elastollan材料。由於加工時TPU材料有很高的剪切應力，因此，短壓縮段螺杆(突變式螺杆)不適用。,已經證明，該種螺杆設計已得到成功應用參見上圖：,壓縮比應該大約為1：2，不應該超過1：3。,自流噴嘴和自鎖噴嘴均適用,但是應該留神確保流體順利通過噴嘴.應該避开熔體可能堆積和變成燒焦的死角。,Injection,pr,ocessing,注射成型,Screw configuration,螺杆構造,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,14,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,BARREL AND MELT TEMPERATURE料筒與熔體溫度,為了確保加工無任何故障產生以及持續獲得高品質的製件，在料筒內保持精確而恒定的溫度特殊必要.從進料段至計量段，溫度的增加大致在1020範圍內。噴嘴溫度應該調節到適合熔體溫度。,Table 1 給出了各種硬度範圍內所建議的料筒溫度：,Injection,pr,ocessing,注射成型,建議測量熔融材料的溫度，並相應地調節溫度把握器參見Table 2):,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,15,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,SCREW SPEED螺杆轉速,Elastollan熔體對剪切敏感，過高的螺杆轉速會令產品性能降低。,螺杆轉速:線速度低於 0.2米/秒(M/S),螺杆直徑(MM)*3.14*RPM/60/1000=線速度,例如當螺杆直徑為40mm時,轉速120RPM是否合適?,40*3.14*120/60/1000=0.25 M/S(高於要求的0.2 M/S),應為:0.2*1000*60/40/3.14 =95 RPM(對於40mm螺杆直徑,建議轉速不要超過95 RPM),假设注射加工被中斷的時間較長，剩餘在料筒內的材料將會變得過熱。因此，在恢復生產之前，需要清空料筒.,Injection,pr,ocessing,注射成型,26/09/2023 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,16,TPU,的加工,Elastollan,pr,ocessing,INJECTION PRESSURE,SPEED,CYCLE注射壓力 注射速度 注射週期,注射壓力和保壓壓力 這些因素均會影響尺寸穩定性(收縮)以及成品鑄件的順利脫模。假设保壓壓力過低，可能會出現凹痕。假设注射壓力過高，那麼將使脫模更加困難。INJECTION PRESSURE 1001000 bar HOLDING PRESSURE 1001000 bar(稍低於注射壓力),背壓 背壓會影響材料塑化的均勻性。由於材料易產生剪切，故不應該設置的過高。BACK PRESSURE 520 bar,注射速度 正確的注射速度取決於水口、製件的壁厚 和 熔體的流動。在不影響其他條件下,應該盡可能保持低速。,加工週期 加工週期取決於熔體的結晶形態和脫模特性