由于热塑性聚氨酯具有优异的耐磨性、较高的拉伸强度和伸长率,同时兼具低温柔韧性,以及硬度范围广、承载能力大等性能,应用范围十分***,如汽车车体外部配件、电缆护套、工业胶管、齿轮、密封件、胶带、滑雪鞋和各种胶轮等。但是,由于TPU生产成本高、加工性能不如聚烯烃等,从而限制了它的进一步推广应用。因此,人们正在通过各种努力,在TPU中掺加与之相容的廉价聚合物,制成聚合物“合金”,从而达到降低成本、改善某些特殊性能的目的。热塑性聚氨酯硬度范围从邵氏A80至邵氏D74、弹性模量在10~1000MPa范围,一般的TPU树脂还不能满足工程制件。人们发现,用玻璃纤维增强材料,可以明显提高TPU材料的力学性能。TPU用玻璃纤维增强后,力学性能如弯曲模量、拉伸强度大幅度提高,弹性模量高达5000MPa,耐热性能明显改善,热膨胀系数为(1.5~3.5)×10-6/K,与金属相近。增强TPU在冲击性能方面有巨大优势,弹性模量低于2500MPa的增强TPU受冲击时不发生断裂,是汽车车身大型制件所需的重要材料。TPU按软缎结构分类可分为:聚酯型、聚醚型、丁二烯型等。耐磨TPU厂家
聚氨酯的硬段由反应后的异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成,含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等强极性基团,通常芳香族异氰酸酯形成的刚性链段构象不易改变,常温下伸展成棒关状。硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及高温性能。异氰酸酯的结构影响硬段的刚性,因而异氰酸酯的种类对聚氨酯材料的性能有很大影响。芳族异氰酸酯分子中刚性芳环的存在、以及生成的氨基甲酸酯键赋予聚氨酯较强的内聚力。对称二异氰酸酯使聚氨酯分子结构规整有序,促进聚合物的结晶,故4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比不对称的二异氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的内聚力大,模量和撕裂强度等物理机械性能高。芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯由于硬段含刚性芳环,因而使其硬段内聚强度增大,材料强度一般比脂肪族异氰酸酯型聚氨酯的大,但抗紫外线降解性能较差,易泛黄。脂肪族聚氨酯则不会泛黄。不同的异氰酸酯结构对聚氨酯的耐久性也有不同的影响,芳香族比脂肪族异氰酸酯的聚氨酯抗热氧化性能好,因为芳环上的氢较难被氧化。江苏食品接触级TPUTPU行业竞争激烈,特别是中低端市场。
从硬度来看TPU的优缺点。首先硬度是材料抵抗变形、刻痕和划伤能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A型和邵尔D型硬度计测定,邵尔A用于较软的TPU,邵尔D用于较硬的TPU。由于嵌段共聚物TPU性质决定了它的范围很宽,在邵尔A60至邵尔D80之间,跨越了橡胶和塑料的硬度。TPU的硬度与许多性能有关,随硬度的增加,TPU的如下性能发生变化。拉伸模量和撕裂强度增加,刚性和压缩应力(负荷能力)增加,伸长率降低,密度和动态生热增加,耐环境性能增加。压缩模量是在弹性限度内压缩应力与压缩应变之比,理论上等于拉伸应力-应变的弹性模量,即杨氏模量。TPU的压缩模量决定于它的硬度,硬度越高压缩模量亦越高。
电缆护套指的是电缆的**外层,也就是外被。起到隔离内部绝缘层等与外界的作用,防止绝缘受潮,使内部不受机械伤害等。因此,电缆在使用过程中对护套材料有严格的要求。TPU(热塑性聚氨酯弹性体)是一种比较特殊的弹性体,硬度范围很宽,并且在高硬度下仍可保持良好的弹性和韧性;另外,TPU比重低,只有1.0~1.2g/cm3,同重量材料制备更多产品,更经济。充电桩电缆TPU护套一般指的是聚醚型TPU,因聚醚型TPU的强度、耐水解性及低温性能会更优越一些。热塑性聚氨酯弹性体TPU具有高拉伸强度和耐撕裂强度(TPE材料两倍以上)。
1958年,SchollenbergeC.S.首先提出物理交换(实质上交联)的理论。所谓物理交换是指在线性聚氨酯分子链之间,存在着遇热或溶剂呈可逆性的“连接点”,它实际上不是化学交联,但起化学交联的作用。由于这种物理交联的作用,聚氨酯形成了多相形态结构理论,聚氨酯的氢键对其形态起了强化作用,并使其耐受更高的湿度。正是由于物理交联理论,使得市场上出现了除浇注和混炼之外的另一类聚氨酯的品种——热塑性聚氨酯。%0D%0A%0D%0A像浇注型聚氨酯(液体)和混炼型聚氨酯(固体)一样,TPU具有高模量、**度、高伸长和高弹性,优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。TPU在在消费类电子相关线缆中主要应用于手机充电器线,音频线,点烟器线,USB线,电话线,电脑配件线等。耐水解TPU性能
我国热塑性聚氨酯弹性体(TPU)企业集中于沿海地区,在这些地区形成了较大规模的TPU产业群。耐磨TPU厂家
扩链剂对聚氨酯性能也有影响。含芳环的二元醇与脂肪族二元醇扩链的聚氨酯相比有较好的强度。二元胺扩链剂能形成脲键,脲键的极性比氨酯键强,因而有二元胺扩链的聚氨酯比二元醇扩链的聚氨酯具有较高的机械强度、模量、粘附性、耐热性,并且还有较好的低温性能。浇注型聚氨酯弹性体多采用芳香族二胺MOCA作扩链剂,除固化工艺因素外,就是因为弹性体具有良好的综合性能。聚氨酯的软段在高温下短时间不会很快被氧化和发生降解,但硬段的耐热性影响聚氨酯的耐温性能,硬段中可能出现由异氰酸酯反应形成的几种键基团,其热稳定性顺序如下:异氰脲酸酯>脲>氨基甲酸酯>缩二脲>脲基甲酸酯其中**稳定的异氰酸酯在270℃左右才开始分解。氨酯键的热稳定性随着邻近氧原子碳原子上取代基的增加及异氰酸酯反应性的增加或立**阻的增加而降低。并且氨酯键两侧的芳香族或脂肪族基团对氨酯键的热分解性也有影响,稳定性顺序如下:R-NHCOOR>Ar-NHCOOR>R-NHCOOAr>Ar-NHCOOAr提高聚氨酯中硬段的含量通常使硬度增加,弹性降低。耐磨TPU厂家