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    TPU的基本特性和TPU的特殊品級

    作者:蘇州佰事利新材料 來源:www.hflcjz.com 日期:2021-10-20 瀏覽次數:

    TPU的基本特性和TPU的特殊品級

    TPU熱塑性聚氨酯橡膠,是一類由多異氰酸酯和多羥基物,借助鏈延伸劑加聚反應生成的線型或輕度交聯結構的聚合物,分為聚脂類和聚醚類。今天,分析下TPU的基本特性和TPU的特殊品級。

    1.基本特性: 

    TPU是分子中含有-NH-COO-基團的材料,長鏈的二元醇和異氰酸酯成分構成了軟段,短鍵的二元醇和異氰酸酯成分構成了硬段,TPU很多特性取決于長鏈二元醇的種類,其硬度用硬段做比例來調節,它的光老化性可加光穩定劑來加以改善,同時也取決于異氰酸酯是芳香族還是脂肪族。它不同于其他熱塑性彈性的優異性能如下: 

    (1)優異的耐磨性能、它的Taber磨耗值為0.5-0.35mg,是塑料中最小的,若加入MoS2、硅油石墨等可降低摩擦系數,提高耐磨程度。 

    (2)拉伸強度和伸長率: 

    TPU的拉伸強度是天然橡膠的2-3倍,聚酯型的TPU拉伸強度近60MPa,伸長率近410%,聚醚型TPU的拉伸強度為50MPa,伸長率為>30%。 

    (3)耐油、耐汽油性能: 

    TPU的耐油性能優于丁腈橡膠,具有極好的耐油壽命。 

    (4)耐低溫性、耐候性、耐臭氧性能 

    TPU的耐氣候老化性能優于天然橡膠。它的耐臭氧,耐射線的特點在航天工業有特殊的用途。 

    (5)醫療衛生性 

    TPU具有生物相容性和抗血凝性,醫用TPU應用越來越廣泛,如人造心臟、人工腎、輸血管、血漿袋、輸尿管、外科技術用固定材料等。 

    (6)硬度范圍 

    TPU的硬度范圍為邵氏70A~邵氏72D,在邵氏硬度90A以上時TPU仍保持彈性。這是其他彈性體所沒有的特性。所以TPU具有高負載支撐能力和良好的吸振效應。 

    2.特殊品級: 

    (1)美國BF Goodrich公司生產的TPU(商品名ESTANE?) 

    (2)德國Bayer公司TPU品級(商品名Desmopan) 

    (3)日本“ミラヮラソ株式會社的TPU品級(Miractran. 品級) 

    該品級由于二元醇羥基的當量和異氰酸酯當量的比率不同,分為E型和P型兩系列。E型由于過剩的異氰酸酯形成一部分多聯結構,因此具有優異機械強度、壓縮永久變形、永久伸展率。P型由于兩組分比例相等,而成線型結構,它的粘度對溫度的依存性小,流動性好,而有好的加工性能,且易溶劑。 

    最近該公司又開發了對于人體防靜電的電子部件;衣料及住房的快適應性透濕材料;對醫療和食品等有安全要求的抗菌性材料;鞋底用耐磨耗材料等,尤其是消光材料;發泡材料;蓄光材料;抗血栓性導尿管用等新功能材料。

    1、成型加工技術:

    TPU代表性的成型加工方法是擠出成型和注射成型。這些成型方法需注意以下幾點: 

    (1)由于TPU吸濕性強,加工前必須充分干燥; 

    (2)由于粘度對溫度的依存性較慢,要提高溫度控制精度; 

    (3)要從材料的特性考慮螺桿的結構和長徑比(如:壓縮比、螺槽深度、L/D等); 

    (4)根據材料的流動性考慮模具結構(不會引起滯留的噴咀、流道、澆口等); 

    (5)成型機的功率設定要稍大點(是通用樹脂的1.5~2倍); 

    (6)成型生退火處理,恢復原有特性(尤其是未完全塑化的材料)。 

    (7)TPU的耐水解性較差,在高溫或潮濕條件下容易水解,尤其是低硬度TPU。故TPU都有一定的存放有效期。

    2、成型加工技術及應用:

    TPU的加工與通用塑料及其他熱塑性彈性體(TPE)相比,難點并不少,然而最近由于成型機及加工技術的改進,已可采用多樣的成型法以制得各類制品。 

    (1)管材,薄膜,片材領域: 

    TPU管材,由于具有柔軟,良好的抗拉伸強度,沖擊強度,耐高低溫性,管內充1.5MPa而不膨脹。爆破壓力可“達2-5MPa及良好的耐油性,為此是氣管和油管的理想材料,廣泛用作飛機、坦克、汽車、摩托車、機床等的輸氣、輸油軟管。TPU管材主要用擠出成型加工。但由于TPU易吸水而降低制品的強度,因此在加工前原料應于100~120℃下干燥4小時、使TPU中水份含量在0.05%以下,擠出時要注意溫度的調整,在純TPU中添加1-4PHR的潤滑劑有助于料流的穩定擠出,有利于管材表面光潔度的提高。Desmopan的786、385、392品級,ESTANE的58311、58092、58409等品級均可用于擠出管材。 

    TPU薄膜和片材由于具有強韌、薄壁化、獨特的手感及良好的環保性等而有較大的應用領域。該制品采用T型擠出法,吹塑成型法及壓延成型等方法、成型時必須選擇適合于各成型法的合適品級。 

    Miractran品級中的標準品級如E100、E300 ESTANE的58206、58887、58315品級都能使用T型擠出成型,能生產出幾十um的薄膜。 

    吹塑成型法可用Miractran品級中的E885PFAA和E390PFAA品級,ESTANE的58277、58409、58630、58315能生產出不粘的、柔軟的、非常薄且潤幅的薄膜。 

    壓延成型法可用Miractran品級中的E585MSOH、E660MSOH、E380MSNT品級、硬度從60A到95A都能加工。 

    (2)熱熔薄膜、涂層領域: 

    該領域的用途是利用TUP的粘接性、伸縮性及良好的表觀特性,它不僅簡單地作為粘接材料,而且還廣泛應用作為T恤衫等服裝圖案熱轉印拷貝用薄膜,這些薄膜可用T型擠壓法和吹塑成型法生產。厚度為10μm左右可用Miractran品級中的不變黃型和熱熔型品級。近來用同樣原料制成“無紡布”,控制在25~100g/m2,此“無紡布”除了有上述特性外還因具有空隙結構而有透濕機能,作為新穎的衣料而引人注目。 

    另外球狀的粉末熱熔材料,還可用于汽車部件的涂裝領域。 

    (3)低壓縮永久變形,耐熱變形性領域: 

    Miractran低壓縮永久變形/耐熱型H品級是在原來的基礎上進行了大的改造。這主要是通過材料的配備技術、加工技術、適當的退火處理而成。主要應用于工業受壓受熱部件。 

    (4)電子束交聯領域: 

    在有耐熱性、耐藥品性、耐摩擦性等較高要求的領域,標準品級的TPU不能滿足其性能要求,改進的方法是用電子來進行交聯,在表面形成交聯層這樣可滿足上述要求,可制成墊圈、膜片、護套、軟管等。 

    總之TPU汽車、工業部件、軟管、墊圈、密封件、電線電纜、醫用等方面得到了廣泛的應用。


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