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tpu胶粒原料的结构与性质以及应用

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tpu胶粒原料的结构与性质以及应用

发布日期:2017-11-21 10:28 来源:http://www.234com.com 点击:

  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,仅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永久变形和扯断永久变形性能起重要作用。

  聚氨酯大分子中的聚醚或聚酯链段非常柔顺,呈无规卷曲状态,通常称之为柔性链段;而有的链段是由小的烃基、芳香基、氨基甲酸酯基或取代脲基组成,在常温下伸展成棒状,不宜改变其构形构象,这种链段比较僵硬,一般称之为刚性链段。所有聚氨酯分子均可以看作是柔性链段和刚性链段交替连接而成的(AB)n型嵌段共聚物。在聚氨酯弹性体聚集态结构中,分子中的刚性链段由于内聚能很大,彼此缔合在一起,形成许多被称之为微区的小单元,这些小单元的玻璃化温度远高于室温,在常温下它们呈玻璃态、次晶或微晶,因此把它们称之为塑料相。聚氨酯弹性体分子链中的柔性链段也聚集在一起,构成聚氨酯橡胶的基体,由于其玻璃化温度低于室温,故称之为橡胶相。在聚氨酯弹性体的聚集态结构中,塑料相不溶于橡胶相,而是均匀分布在橡胶相中,常温下起到弹性交联点的作用,此现象称之为微相分离。正是因为能发生微相分离,所以聚氨酯弹性体具有高强度、高硬度、高弹性和很好的低温性能相结合的优点。

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  热塑性聚氨酯不同于其它热塑性弹性体的优异性能如下:

  (1)硬度范围广(邵氏硬度65~80);

  (2)机械性能优越(拉伸强度为30~60MPa,断裂伸长率为300%~700%);

  (3)耐屈挠性优越;

  (4)耐寒性好(低温脆化温度在-60℃以下);

  (5)在所有热塑性弹性体中,tpu的耐磨性最高;

  (6)为耐油性橡胶,具有优越的耐矿物油和耐动物油性能;

  (7)注压和挤出成型时可使用通用的塑料成型机。

  tpu胶粒原料的应用

  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,应用范围十分广泛,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。


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