根据有关可靠实验表明,聚醚型TPU的拉伸强度和伸长率远优于聚氯乙烯塑料和橡胶,此外TPU在加工过程不加或加入很少助剂,能满足食品工业要求,这也是其他材料如PVC、橡胶等难以办到的。TPU的性能强烈地受到微区形态的影响。在加热或处理TPU期间,发生相混合,而在快速冷却时,出现相分离。TPU的分离过程(脱混过程),由于其高粘度,决定于时间。而TPU的力学性能又强烈地关系到与时间有关的微区形态。因此,为了获得比较好性能,TPU应进行后硫化。后硫化条件随TPU材料变化,TPU达到比较好性能可以室温贮存一周或高温下硫化以便缩短时间周期。TPU因其高弹性、耐磨性和耐化学品性而被广泛的应用于鞋底和鞋垫的制造。耐冲击TPU粒子
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。江苏无卤阻燃TPU厂家新兴领域对TPU的需求仍在不断增长,预计未来市场将保持良好发展势头。
结构规整、含极性及刚性基团多的线性聚氨酯,分子间氢键多,材料的结晶程度高,这影响聚氨酯的某些性能,如强度、耐溶剂性,聚氨酯材料的强度、硬度和软化点随结晶程度的增加而增加,伸长率和溶解性则降低。对于某些应用,如单组分热塑性聚氨酯胶粘剂,要求结晶快,以获得初粘力。某些热塑性聚氨酯弹性体因结晶性高而脱模快。结晶聚合物经常由于折射光的各向异性而不透明。若在结晶性线性聚氨酯中引入少量支链或侧基,则材料结晶性下降,交联密度增加到一定程度,软段失去结晶性,整个聚氨酯弹性体可由较坚硬的结晶态变为弹性较好的无定型态。在材料被拉伸时,拉伸应力使得软段分子基团的规整性提高,结晶性增加,会提高材料的强度。硬段的极性越强,越有利于材料的结晶。
由于聚醚类TPU内的醚基与聚酯类TPU内的酯基的极性不同,以及分子结构存在差异,而导致醚基一般在酯基树脂中的兼容性差,所以将两者混合起来就会出现分层现象,另外还与醚键的分子间作用力有较密切的关系,此外,聚酯的结晶性一般比聚醚的结晶性强很多,故其兼容性亦较差。但并不是所有的醚类都这样,因为PTMG(聚四氢呋喃)的结晶性和聚酯的结晶性差不多,因此用PTMG合成的聚醚类TPU与聚酯类TPU的兼容性就稍好一些,在合成过程中是可以进行合成的,只不过其加工后的各项物理性能还是会**下降,得不偿失,故亦没有必要进行该项共混。由此可见,醚类与酯类是不能混合在一起进行加工的,这是由于二者的分子结构差异、分子内聚能差异、分子间作用力差异、结晶性差异及其二者分子的不兼容性所决定的,当将其二者进行共混加工时,在试件表面将会出现明显的纹路,会有混浊现象产生。即便是可以勉强混合在一起进行加工,加工后的成品各种物理性能也还是会**下降,尤其是不能用于加工特别透明的配件,在大批量的生产中亦会有很大难度,在生产过程中亦要尤其注意切勿将二者误混。TPU克服了PVC、PU皮和PU涂层的诸多缺陷,为防水、透气面料应用取得了重大突破。
聚氨酯的性能,归根结底受大分子链形态结构的影响。特别是聚氨酯弹性体材料,软段和硬段的相分离对聚氨酯的性能至关重要,聚氨酯的独特的柔韧性和宽范围的物性可用两相形态学来解释。聚氨酯材料的性能在很大程序上取决于软硬段的相结构及微相分离程度。适度的相分离有利于改善聚合物的性能。从微观形态结构看,在聚氨酯中,强极性和刚性的氨基甲酸酯基等基团由于内聚能大,分子间可以形成氢键,聚集在一起形成硬段微相区,室温下这些微区呈玻璃态次晶或微晶;极性较弱的聚醚链段或聚酯等链段聚集在一起形成软段相区。软段和硬段虽然有一定的混容,但硬段相区与软段相区具有热力学不相容性质,导致产生微观相分离,并且软段微区及硬段微区表现出各自的玻璃化温度。软段相区主要影响材料的弹性及低温性能。硬段之间的链段吸引力远大于软段之间的链段吸引力,硬相不溶于软相中,而是分布其中,形成一种不连续的微相结构,常温下在软段中起物理交联点的作用,并起增强作用。故硬段对材料的力学性能,特别是拉伸强度、硬度和抗撕裂强度具有重要影响。这就是聚氨酯弹性体中即使没有化学交联,常温下也能显示**度、高弹性的原因。我国热塑性聚氨酯弹性体(TPU)下游用途较广,从消费来看2016-2020年我国热塑性聚氨酯弹性体消费量整体增长。山东Lubrizol TPU ZHF 90AT2
根据标准要求,TPE和TPU材料成为充电桩线缆护套材料的理想选择,但相较之下,TPU材料的性能更优。耐冲击TPU粒子
热塑性聚氨酯弹性体简称TPU,是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯硬段构成的线性嵌段共聚物。根据结构特点可分为全热塑型和半热塑型,前者分子之间不存在化学交联键,*有以氢键为主的物理交联键,可溶于二甲基甲酰胺等溶剂;后者分子之间含有少量脲基甲酸酯化学交联键,这些化学交联键在热力学上是不稳定的,在150+℃以上的加工温度下会断裂,成型冷却后又会再生。少量化学交联键的存在对改善制品的压缩长久变形和扯断长久变形性能起重要作用 。耐冲击TPU粒子