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聚氨脂熱塑性彈性體（TPU）

聚氨脂熱塑性彈性體（TPU）又稱聚氨酯橡膠，屬于一類在分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(tuán)（—NHCOO—）的彈性聚合物材料。它是由低聚制二民氰酸酯與帶有端羥基的聚醚或聚酯多無醇以及低分子量二元醇鏈增長(zhǎng)劑相互應(yīng)而制得。

聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物，一般由多元醇的柔性長(zhǎng)鏈構(gòu)成軟段，以二異氰酯酯及擴(kuò)鏈劑構(gòu)成硬段。硬段與硬段互相交替排列有序，形成重復(fù)結(jié)構(gòu)結(jié)晶單元，賦予彈性體以高強(qiáng)度、剛性和搞熔點(diǎn)等性能；軟段則無序卷曲排列，形成無定型區(qū)，給予彈性體以柔性、彈性、吸濕性和耐低溫性能。聚氨酯彈性體分子鏈中含水量有氨酯基團(tuán)和醚、酯及脲基團(tuán)，分子之間形成氯鏈，以強(qiáng)有力的氫鍵結(jié)合而成。由眾多的醚和酯生成的配方可以得到性能很不相同的聚氨酯彈性體品種。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使聚氨酯彈性全具有優(yōu)異的耐磨性、韌性和平共處高彈性，也很容易與其他聚合物具有相容性。

（一）    聚氨酯熱塑性彈性體的性能

（1）    TPU形成及組合多樣性、品種繁多，有混煉型、澆鑄型和熱塑型，化學(xué)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，而且性能各異，如聚酯型TPU的力學(xué)性能高、耐油性好，但耐水性較差；聚醚型TPU的耐低溫性及耐水性優(yōu)于聚酯型，但耐油性、力學(xué)性能卻比聚酯型差些�？偟膩碚f均具有良好的物理綜合性能，其性能介于一般橡膠和熱塑性塑料之間。TPU一般分為混煉型、澆鑄型和熱塑型。

（2）    TPU是嵌段共聚物，硬段與軟段的組分比例決定TPU的性能。硬段對(duì)模量、硬度和撕裂強(qiáng)度有特殊的作用，而軟段則主要影響制品的彈性及低溫性能。TPU具有優(yōu)異的柔軟性和回彈性，可從很軟到很硬，從柔曲性很好到剛性很大，或者從能吸水分的親水型式到排斥水的憎水型，并在較寬的硬度范圍內(nèi)（邵氏A10~D75）保持較高的彈性，在相同硬度下比其他彈性體承載能力高。

（3）    TPU具有優(yōu)良的耐磨性，其耐磨性是天然橡膠的2~10倍；斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)600%~800%，比天然橡膠高出300%。

（4）    TPU的抗沖擊強(qiáng)度比較高，密度為1.14~1.22g/cm3,抗張強(qiáng)度30~65M:Pa,酯類TPU略高于醚迷TPU;熱性能也較高,長(zhǎng)期使用溫度在-50~90℃的溫度下還表現(xiàn)出其良好的柔軟彈性.

（5）    TPU耐化學(xué)性、耐油性、耐輻射、耐氧性、耐臭氧性、耐疲勞悸及抗振性良好，耐熱性也比較高，而模塑和加工成本低。

（6）    與金屬材料相比，TPU制品具有重量輕、噪音低、耐磨耗、加工費(fèi)用低及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；與塑料相比，TPU具有不發(fā)脆、彈性記憶、耐磨等優(yōu)點(diǎn)；與橡膠相比，TPU具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性、可灌封、可澆注、硬度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

（7）    TPU耐候比較差，在太陽(yáng)光下易發(fā)生老化降解，因此在加工中應(yīng)添加抗氧劑及光穩(wěn)定劑。

(二)TPU的成型工藝及用途

(1)TPU可以用一般熱塑性塑料加工設(shè)備加工成型,可以用注塑、擠出、澆鑄、吹塑及混煉成型等加工方法成型。加工前應(yīng)干燥處理，宜采用小型漏斗干燥脫濕機(jī)，干燥溫度為80~95℃，干燥時(shí)間1~2h，不要超過4h；成型溫度在180~220℃。

(2)擠出成型螺桿L/D為24,壓縮比為2.5~3,機(jī)筒溫度在171~220℃之間,螺桿轉(zhuǎn)速在20~80r/min較佳.由于TPU是熔融狀態(tài)下剪切敏感性材料,高剪切螺桿會(huì)引起材料降解;由于材料粘度大,因此使用的溫度和壓力也要比較大。尤其在擠出過程中，嚴(yán)格控制溫度和螺桿轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定擠出的關(guān)鍵。

(3)注塑成型前干燥,干燥條件為90~110℃,1~2h,料筒溫度為170~220℃,注塑壓力較低,一般為14~19MPa.

(4)澆鑄型彈性體(GPUR)的成型比較容易,將液體反應(yīng)物注入模具中,經(jīng)加熱即可因化形成制品,特別適宜于大件產(chǎn)品.

(5)混煉型彈性體(MPUR)一般是在—NCO/—OH為.0~1.2

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