應(yīng)用領(lǐng)域
行業(yè)動態(tài)探索TPU材料的奇妙世界！干貨解析，讓您對TPU了如指掌！
1958年美國Goodrich化學(xué)公司（現(xiàn)更名為路博潤）首次登記了TPU商品牌號Estane，之后40年來全世界有20余個商品牌號問世，每一個牌號有幾個系列產(chǎn)品。目前有生產(chǎn)TPU原料廠家主要有巴斯夫、科思創(chuàng)、路博潤、亨斯邁、萬華化學(xué)、上海恒安、瑞華、旭川化學(xué)等等。
TPU的類別
按軟段結(jié)構(gòu)可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型，分別含有酯基、醚基或丁烯基。
按硬段結(jié)構(gòu)分為氨酯型和氨酯脲型，它們分別由二醇擴鏈劑或二胺擴鏈劑獲得。普遍常見的劃分是分為聚酯型和聚醚型。
按有無交聯(lián)可分為純熱塑性和半熱塑性。
前者是純線性結(jié)構(gòu)，無交聯(lián)鍵；后者是含有少量脲基甲酸酯等交聯(lián)鍵。
按制成品用途可分為異型件（各種機械零件）、管材（護套、棒型材）和薄膜（薄片、薄板）以及膠粘劑、涂料和纖維等。
TPU的合成
TPU從分子結(jié)構(gòu)上來說，屬于聚氨酯。那么，它是怎么聚合而成的呢？
按合成工藝的不同，主要分為本體聚合和溶液聚合。
圖 生成氨酯基的反應(yīng)
本體聚合中，又可按有無預(yù)反應(yīng)分為預(yù)聚法和一步法：
預(yù)聚法是將二異氰酸酯與大分子二醇先行反應(yīng)一定時間，再加入擴鏈生產(chǎn)TPU；
一步法是將大分子二醇、二異酸酯和擴鏈劑同時混合反應(yīng)成TPU。
溶液聚合是將二異氰酸酯先溶于溶劑中，再加入大分子二醇令其反應(yīng)一定時間，最后加入擴鏈劑生成TPU。
TPU軟段種類、分子量、硬段或軟段含量以及TPU聚集態(tài)會影響TPU的密度，密度大約在1.10～1.25之間，與其他橡膠和塑料無顯著差異。
在同等硬度時聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。
TPU的加工
TPU粒子需要進行各種各樣的加工才能s形成最終的制品，主要采用熔融法和溶液法進行TPU的加工。
圖 TPU包膠在電動工具外殼應(yīng)用
熔融加工是用塑料工業(yè)常用的工藝：如混煉、壓延、擠出、吹塑和模塑；
溶液加工是粒料溶于溶劑或直接在溶劑中聚合而制成溶液再進行涂覆、紡絲等。
TPU制成最終產(chǎn)品，一般不需要進行硫化交聯(lián)反應(yīng)，可以縮短生產(chǎn)周期，廢棄物料能夠回收重新加以利用。
TPU的性能
TPU具有高模量、高強度、高伸長和高彈性、優(yōu)良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化性能。
拉伸強度高、伸長率大，長期壓縮永久變形率低等都是TPU的顯著優(yōu)點。
圖 可發(fā)泡TPU
小U將主要從拉伸強度和伸長率、回彈性、硬度等方面闡述一下TPU的力學(xué)性能。
拉伸強度高、伸長率大
TPU的拉伸強度和伸長率遠優(yōu)于聚氯乙烯塑料和橡膠。
TPU的拉伸強度和伸長率都非常優(yōu)異。從下圖的數(shù)據(jù)我們可以看到，聚醚型
圖 TPU與其他材料拉伸強度的比較
此外TPU在加工過程不加或加入很少助劑，能滿足食品工業(yè)要求，這也是其他材料如PVC、橡膠等難以辦到的。
回彈性對溫度非常敏感
TPU的回彈性是指形變應(yīng)力解除后迅速恢復(fù)其原狀的程度，用恢復(fù)能表示，即形變回縮功與產(chǎn)生形變所需要的功之比。它是彈性體動態(tài)模量和內(nèi)摩擦的函數(shù)，并對溫度非常敏感。
圖 TPU回彈性與室溫以下溫度的關(guān)系
回彈隨溫度的下降而降低，直到某一溫度，彈性又迅速增加。這個溫度是軟段結(jié)晶溫度，決定于大分子二醇的結(jié)構(gòu)，聚醚型TPU較聚酯型TPU低。在結(jié)晶溫度以下的溫度，彈性體變得很硬且失去了它的彈性，因此，回彈性是類似于離開硬金屬表面的反彈。
硬度范圍為邵爾A60-D80
硬度是材料抵抗變形、刻痕和劃傷能力的一種指標(biāo)。
TPU硬度通常用邵爾A型和邵爾D型硬度計測定，邵爾A用于較軟的TPU，邵爾D用于較硬的TPU。
