虽然TPU有许多分类,但在分子结构上属于聚氨酯。那么它是如何结合在一起的呢?根据合成工艺的不同,可分为本体聚合和溶液聚合。本体聚合中,预聚按有无预聚可分为预聚法和一步法:先加入二异氰酸酯和大分子乙二醇的反应时间,再加入扩链剂生成TPU,一步聚合乙二醇、二异氰酸酯和同时将扩链剂混合生产热塑性聚氨酯。溶液聚合是将二异氰酸酯溶解于溶剂中,加入大分子乙二醇使反应时间延长,再加入扩链剂制备TPU。TPU的密度受软段类型、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集状态的影响。TPU的密度约为1.10~1.25,与其它橡胶和塑料的密度相近。在相同硬度下,聚醚型TPU的密度低于聚酯型TPU。TPU具有很强的高张力和高拉力,是一种成熟的环保材料,并已得到国际绿色环保材料的相关认证。安徽TPU ZHF 85AT8 MATT01

TPU(热塑性聚氨酯弹性体)是一种新兴的塑料品种。由于TPU具有良好的可加工性,耐候性和环保性,因此被***用于鞋材,管道,薄膜,滚筒,电缆和电线等相关行业。聚氨酯热塑性弹性体,也称为热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)N型嵌段线性聚合物,A是一种高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B是2-12的直链具有链碳原子的二醇和AB段之间的化学结构与二异氰酸酯(通常为MDI)相连。通用结构式如图所示。热塑性聚氨酯橡胶通过分子间氢键交联或在大分子链之间轻度交联。随着温度升高或降低,这两个交联结构是可逆的。熔融状态或溶液状态下的分子间力减弱,并且在冷却或溶剂蒸发后,存在强大的分子间力连接在一起以恢复原始固体的性能。江苏耐UVTPU材料添加无卤阻燃剂是目前制备无卤阻燃TPU常用的技术路线。

生产原料及配方差异(1)聚醚型TPU的生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)、1、4—丁二醇(BDO),其中MDI的用量约在40%左右,PTMEG约占40%,BDO约占20%。(2)聚酯型的TPU生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1、4—丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI的用量约在40%,AA约占35%,BDO约占25%。TPU分子质量分布及影响聚醚的相对分子质量分布遵循Poisson几率方程,相对分子质量分布较窄;而聚酯二元醇的相对分子质量分布则服从Flory几率分布,相对分子质量分布较宽。软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响,一般来说,假定聚氨酯分子量相同,其软段若为聚酯,则聚氨酯的强度随作聚酯二醇分子量的增加而提高;若软段为聚醚,则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降,不过伸长率却上升。这是因为聚酯型软段本身极性就较强,分子量大则结构规整性高,对改善强度有利,而聚醚软段则极性较弱,若分子量增大,则聚氨酯中硬段的相对含量就减小,强度下降。
TPU的韧性:韧性是使材料断裂所需要的能量,等于应力-应变曲线下的面积。一般来说TPU的硬段含量在10%~21%之间时,TPU呈现软橡胶态,此时TPU的韧性较低,且弹性模量也较低。当硬段含量在32%~55%之间时,TPU表现为弹性体,此时的韧性比较高。当硬段含量在66%~77%之间时,TPU的模量达到较高的数值,呈现弹性塑料的性能。韧性随硬段含量增多而发生变化的原因是,硬段提供弹性模量,而软段提供伸长率,当硬段含量较低时(硬段呈孤立球体分布在连续软段相中)TPU的弹性模量低且伸长率很大,根据韧性的定义可得出韧性很低。而当硬段含量过高时(硬段呈连续相,软段分散其间),弹性模量可达到很高的数值但伸长率会变得非常低,同理可知韧性也很低。而在硬段和软段配比适当,硬段由分散相过度到连续相的状态时,硬段的高模量高熔化热加上软段的高伸长率,使TPU得到了较高的韧性值。TPU一般是透明的,耐磨,烧的话有苹果或是中药的味道。

热塑性聚氨酯弹性体,以其优异的性能和广泛的应用,已成为重要的热塑性弹性体材料之一,其分子基本上是线型的,没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联,氢键对其形态起到强化作用,从而赋予许多优良的性能,如高模量、**度,优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性。这些良好的性能使得热塑性聚氨酯被广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等许多领域。**终制品一般不需要进行硫化交联,可以缩短反应周期,降低能耗。由于它基本上是线型结构聚合物,可采用与热塑性塑料同样的技术和设备来加工,如注塑、挤出、吹塑、压延等,特别适用于大批量生产的中、小型尺寸部件。废弃物料能够回收并重新利用,生产或加工过程中可使用不同助剂或填料来改善某些物理性能并降低成本。TPU作为一种新型的热塑性塑料,其硬度范围广,可作为软硬质塑料使用,并且无毒无污染,可回收利用。上海高性能TPU
脂肪族异氰酸酯主要用于制造光稳定涂料。在一定需要对紫外光或日光稳定的场合。安徽TPU ZHF 85AT8 MATT01
TPU的合成方法按有无溶剂可分为两类: 无溶剂的本体聚合法和有溶剂的溶液聚合法。本体聚合按反应步骤又可分为一步法和预聚体法。一步法是将低聚物二元醇、二异氰酸酯和扩链剂同时混合生成。一步法工艺简单, 操作方便, 但其反应热难以排除, 易产生副反应。用一步法合成了聚酯型热塑性聚氨酯弹性体, 首先在反应器中称取配方量的聚酯多元醇和扩链剂, 丁二醇, 升温至120℃真空脱水。迅速加入已预热的快速搅拌均匀, 倒入已预热的容器中, 于120℃真空焙烘,再降温至100℃烘得浅黄色半透明聚氨酯产物, 之后在平板压机上压制成试片,制备的TPU具有较高的力学性能和阻尼性能。安徽TPU ZHF 85AT8 MATT01
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