TPU为热塑性弹性体材料的一个分支,是由二异氰酸酯、大分子多元醇、扩链剂(低分子二元醇)三类基础原料聚合而成的高分子材料。TPU分子链由硬段与软段两部分构成。软段是柔性链段,主要影响TPU材料的弹性和耐低温性能;硬段是刚性链段,主要影响TPU的硬度、耐热性能、机械性能等。软段和硬段交替排列,赋予TPU优良的性能。由于TPU具有热塑性,分子链在一定的高温下能软化并流动,在冷却后又重新回复到原来的排列状态,从而可以加工成各种形态的制品。目前常用的非金属护套材料有热塑性软塑料、热固性软塑料、热固性弹性体、热塑性弹性体等。江苏Lubrizol TPU

预聚体法是将低聚物二元醇和二异氰酸酯先反应,在少量催化剂条件下与干燥的扩链剂合成。预聚体法在制作中的工艺过程较复杂,耗能高,制成的预聚体粘度大,增加了工艺操作难度。但预聚体副反应少,制成的产品性能优于一步法。按反应过程的连续性可分为间歇法和连续法。间歇法常用的生产设备包括自动化浇注设备、熟化烘箱、破碎锤、挤出机等,其生产效率低,产品质量不均,不适合大规模生产,因此国内外相继进行了连续化生产工艺及设备的研究。连续法设备为反应挤出生产线,其主要设备包括原料贮罐、浇注机、平行双螺杆挤出机、水下切粒机、分离干燥设备和封装设备。双螺杆连续反应挤法是目前生产的主流工艺,生产效率高、产品品质稳定,适合大规模生产。它生产的可用于涂料、弹性体和黏合剂等方面。江苏路博润 TPU TS92AP7TPU软管具有柔软,弹性好,耐磨损,耐油,耐老化等优异性能。

TPU的分子链是(AB)n型嵌段线性结构,其中A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B一般是丁二醇,AB链段间化学结构是二异氰酸酯。根据A结构的不同,TPU可分为聚酯型、聚醚型、聚己内酯型、聚碳酸酯型等等,较常见的就是聚醚型TPU和聚酯型TPU。聚醚型TPU和聚酯型TPU的整体分子链都是线性结构,区别主要还是在于软链段是聚醚多元醇还是聚酯多元醇。聚醚多元醇是在分子主链结构上含有醚键、端基带有羟基的醇类聚合物或齐聚物。因其结构中的醚键内聚能较低,并易于旋转。因此聚醚型TPU具有优异的低温柔韧性、耐水解性、耐霉菌性、抗紫外线性等,产品手感好,但剥离强度与断裂强度相对较差。聚酯多元醇***价键能极强的酯基可以和硬链段形成氢键,起到弹**联点的作用,但聚酯容易受到水分子的侵袭而发生断裂,水解生成的酸又能进一步催化聚酯的水解。
TPU聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不相同。极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。因为,聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基,这种聚氨酯内部不仅硬段间能够形成氢键,而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键,使硬相能更均匀地分布于软相中,起到弹**联点的作用。在室温下某些聚酯可形成软段结晶,影响聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。在纺织品工业中,TPU被贴合在底布上,它要为穿着纺织品的人们提供保护性、舒适性和美观性。

TPU各项力学性能之间会相互影响,从硬度与定伸应力和伸长率的关系以及硬度与撕裂强度的关系来看。随着TPU硬度的增加,100%定伸应力和300%定伸应力迅速增加,伸长率下降。这主要是由于硬段含量增加的结果:硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形。若使材料变形必须提高应力,从而提高了定伸应力,同时伸长率下降。TPU硬度与撕裂强度的关系,随硬度增加,撕裂强度迅速增加,其理由亦与模量的解释相同。TPU的配方和性能可进行非常多种类的排列组合。但是在现实设计配方和工业化生产时,却会因为原材料(多元醇和多异氰酸酯以及扩链剂)相互的限制,从而使真正可用于很**的应用的研发还是非常的困难。目前全球生产TPU原料厂家主要有:巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈、麦金沙、高鼎等等。路博润TPUZHF85AT8 MATT 聚醚型 无卤阻燃 84A 哑光雾面
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。江苏Lubrizol TPU
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。江苏Lubrizol TPU