首先,TPU薄膜具有优异的物理性能。它拥有强度高、弹性高和耐磨性好的优点,使得它在受到外力作用时能够迅速恢复原状,不易变形。同时,其耐磨性远超许多其他常见的聚合物,甚至超过天然橡胶的五倍以上,这让它成为了需要频繁摩擦或接触的应用场景中的首先考虑的材料。其次,TPU薄膜具有出色的耐候性和耐水解性。即使在恶劣的环境下,如高温、低温、湿度大等条件,它也能保持稳定的性能,不易老化和分解。这一特性使得TPU薄膜在户外用品、汽车内饰等领域有着较多的应用。再者,TPU薄膜还具有良好的环保性能。它无毒、可回收、可降解,符合现代社会对环保材料的需求。这也使得TPU薄膜在服装、医疗等领域的应用更加宽广。TPU塑料薄膜可用于制做打气原材料(如救生艇、安全气囊等)。Lubrizol TPU性能
TPU 的分子链结构(二级结构):大分子二元醇和异氰酸酯连接形成长分子链,因为分子链较长,表现为柔性,就成为在整个分子链中的软段结构。短链二元醇(扩链剂)和异氰酸酯连接成短链结构,因为链短,表现为刚性,就成为分子链中的硬段结构。这样硬段软段相间的特殊结构赋予了TPU既有弹性又有不错的机械性能且可热塑加工的特殊性能,从而使TPU作为介于塑料和橡胶之间的一个新类高分子材料得到广泛应用。对于不同的大分子多元醇,扩链剂和多异氰酸酯的选择搭配可制取品种繁多各种性能的TPU产品。Lubrizol TPU性能TPU具有良好的耐候性,不易受到紫外线、湿气和温度变化的影响。
TPU具有较好的强度、韧性、耐磨性等性能,使其成为非常适合电线电缆的护套材料。但在充电桩等应用领域则需要更高的阻燃性能。提高TPU阻燃性能的方式一般有2种,一是反应型阻燃改性,即通过化学键合,在合成TPU时引入具有阻燃功能的原料,比如含磷、氮等元素的多元醇或异氰酸酯;二是添加型阻燃剂改性,即以TPU为基材,添加阻燃剂进行熔融混合。反应型改性会改变TPU的结构,但添加型阻燃剂用量较大时,TPU强度下降,加工性能变差,添加少量又达不到需要的阻燃等级,目前尚未见到真正能满足充电桩应用的商品化的此类高阻燃产品。添加无卤阻燃剂是目前制备无卤阻燃TPU普遍的技术路线,一般以磷系、氮系、硅系、硼系阻燃剂复配或者以金属氢氧化物为阻燃剂。由于TPU自身易燃,往往阻燃剂填充量大于30%才能在燃烧时形成稳定的阻燃层。但阻燃剂添加量较大时,阻燃剂在TPU基材中分散不均匀,阻燃TPU力学性能不理想,这也限制了其在软管、薄膜和电缆等领域的应用推广。
TPU作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料,这从它的刚性看出来,TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa,TPU在10~1000Mpa,塑料(尼龙,ABS,PC,POM)在1000~10000Mpa。TPU的硬度范围相当宽,从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性;TPU在很宽的温度范围内-40~120℃,具有柔性,而不需要增塑剂;TPU对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;TPU还有良好的耐天候性,极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大等都是TPU的亮眼优点。在改性应用中,聚氨酯热塑性弹性体作为常用增韧剂可用于增韧多种热塑性塑料及改性橡胶材料。
反应型阻燃改性是指在聚氨酯高分子链结构中通过化学键引入具有阻燃功能元素或化学官能团,使TPU高分子链本身具有阻燃特点。目前,常用的反应型阻燃剂是含有磷、氮等元素的多元醇或者异氰酸酯单元。如以含磷多元醇作为聚合单体制备的本征阻燃TPU。使用磷系阻燃多元醇来改性TPU,磷元素通过聚合反应引入到高分子链中,其作为多元醇结构中的一部分,在燃烧过程中,磷元素会以PO·自由基的形式释放并捕捉高分子基体燃烧生成的自由基,从而猝灭燃烧反应,同时促进基体成碳,达到阻燃的效果。而含氮阻燃剂主要是通过在高温下分解产生而NH3、N2等不燃气体起到阻燃效果。反应型阻燃改性一般具有阻燃作用持久稳定,对材料其他性能影响较小的优势,但改性过程相对复杂,涉及到聚合反应。同时对改性剂的要求也较高,只有部分阻燃元素或官能团能引入TPU分子链中,因此研究及实际应用并不多。另外,反应型阻燃技术的阻燃效率还有待进一步提高。TPU用于鞋材主要由于其优良的弹性和耐磨性。浙江食品接触级TPU
TPU具有优异的弹性和回弹性,它非常适用于需要经常弯曲和变形的应用,例如运动鞋、弹性带等。Lubrizol TPU性能
TPU加工工艺有熔融法和溶液法。熔融加工是塑料工业常用的工艺:如混炼、压延、挤出、吹塑和模塑(包括注射、压缩、传递和离心等),溶液加工是粒料溶于溶剂或直接在溶剂中聚合而制成溶液再进行涂覆、纺丝等。TPU制成成熟的产品,一般不需要进行硫化交联反应,可以缩短生产周期.废弃物料能够回收重新加以利用。TPU可以使用助剂和某些填料,以便改善某些物理性能、加工性能,或是降低成本,并可在合成过程中加入。TPU可以制成透明、浅色和纯度很高的制品,以满足要求美观或要求无毒副作用的食品和医疗行业。Lubrizol TPU性能
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