正如我们所知道的那样,聚氨酯是极性聚合物,当其暴露在空气中时会慢慢吸湿。用吸湿的TPU料粒熔融加工成型,水在加工温度下气化,使得制品表面不光滑,内部产生气泡,物性降低,因此为了保证制品的性能和防止熔融加工时水分气化引起的气泡,在TPU加工之前,一般需要对料粒进行干燥处理。在前面TPU酯类与醚类水解稳定性比较的时候也已作过分析,由于聚酯易受水分子的侵袭而发生断裂,且水解生成的酸又能催化聚酯的进一步水解,通常情况下,在同等条件时,聚酯类TPU比聚醚类TPU的含水量要高出很多,因此在干燥过程中要对聚酯类TPU尤为注意,要注意将其彻底烘干,严格对烘干条件进行控制。从下游市场来看,鞋材(鞋底料)、电缆、薄膜、管材、汽车等行业,是聚氨酯弹性体应用较大的领域。浙江路博润 TPU EV89AT9

聚氨酯弹性体是聚氨酯合成材料中的一个品种(其它品种是指聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯涂料和聚氨酯纤维),而热塑性聚氨酯弹性体又是聚氨酯弹性体的三大类型中的一种,人们习惯称它为TPU(另外两大类聚氨酯弹性体分别是浇注型聚氨酯弹性体简称CPU和混炼型聚氨酯弹性体简称MPU)。TPU是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯弹性体,与CPU和MPU相比较,TPU在化学结构上没有或很少有化学交联,其分子链基本上是线性的,然而却存在一定量的物理交联,这就是下面要介绍的在结构上很有特点的热塑性聚氨酯弹性体。LubrizolTPU MS85AT3 聚醚型 86A 哑光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。

聚氨酯的硬段由反应后的异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成,含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等强极性基团,通常芳香族异氰酸酯形成的刚性链段构象不易改变,常温下伸展成棒关状。硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及高温性能。异氰酸酯的结构影响硬段的刚性,因而异氰酸酯的种类对聚氨酯材料的性能有很大影响。芳族异氰酸酯分子中刚性芳环的存在、以及生成的氨基甲酸酯键赋予聚氨酯较强的内聚力。对称二异氰酸酯使聚氨酯分子结构规整有序,促进聚合物的结晶,故4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比不对称的二异氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的内聚力大,模量和撕裂强度等物理机械性能高。芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯由于硬段含刚性芳环,因而使其硬段内聚强度增大,材料强度一般比脂肪族异氰酸酯型聚氨酯的大,但抗紫外线降解性能较差,易泛黄。脂肪族聚氨酯则不会泛黄。不同的异氰酸酯结构对聚氨酯的耐久性也有不同的影响,芳香族比脂肪族异氰酸酯的聚氨酯抗热氧化性能好,因为芳环上的氢较难被氧化。
TPU作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料,这从它的刚性看出来,TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa,TPU在10~1000Mpa,塑料(尼龙,ABS,PC,POM)在1000~10000Mpa。TPU 的硬度范围相当宽,从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性;TPU在很宽的温度范围内-40~120℃,具有柔性,而不需要增塑剂; TPU对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;TPU 还有良好的耐天候性,极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大,长期压缩长久变形率低等都是TPU的***优点。TPU的起源可以追溯到20世纪60年代,当时美国杜邦公司开发了一种基于聚氨酯的合成材料,取名为TPU。

扩链剂对聚氨酯性能也有影响。含芳环的二元醇与脂肪族二元醇扩链的聚氨酯相比有较好的强度。二元胺扩链剂能形成脲键,脲键的极性比氨酯键强,因而有二元胺扩链的聚氨酯比二元醇扩链的聚氨酯具有较高的机械强度、模量、粘附性、耐热性,并且还有较好的低温性能。浇注型聚氨酯弹性体多采用芳香族二胺MOCA作扩链剂,除固化工艺因素外,就是因为弹性体具有良好的综合性能。聚氨酯的软段在高温下短时间不会很快被氧化和发生降解,但硬段的耐热性影响聚氨酯的耐温性能,硬段中可能出现由异氰酸酯反应形成的几种键基团,其热稳定性顺序如下:异氰脲酸酯>脲>氨基甲酸酯>缩二脲>脲基甲酸酯其中**稳定的异氰酸酯在270℃左右才开始分解。氨酯键的热稳定性随着邻近氧原子碳原子上取代基的增加及异氰酸酯反应性的增加或立**阻的增加而降低。并且氨酯键两侧的芳香族或脂肪族基团对氨酯键的热分解性也有影响,稳定性顺序如下:R-NHCOOR>Ar-NHCOOR>R-NHCOOAr>Ar-NHCOOAr提高聚氨酯中硬段的含量通常使硬度增加,弹性降低。由于其优异的耐压性和耐化学品性,TPU用于制造建筑用管道和防水材料。安徽 TPU TS92AP7
与通用的塑料与橡胶材料相比,TPU具有硬度范围广、机械性能突出、耐高/低温性能优异等优势。浙江路博润 TPU EV89AT9
TPU常用的扩链剂1,4-丁二醇(BDO),极易吸水, 其纯度及水分含量直接影响到实际生产的值, 对**终产品的分子量影响很大。MDI易自聚,若保存不好易生成二聚体。聚合多元醇的水分含量、酸值、羟值等因批次不同而存在差异, 较大程度上影响了TPU性能的稳定性。原料中含有的水分和游离的羧基,一方面与MDI反应, 消耗了部分MDI造成配方设计的不准确;另一方面,反应生成的气泡起到塑化的作用,**终降低了产品的性能。因此用于合成TPU的原料在使用之前都需要严格脱水。浙江路博润 TPU EV89AT9
TPU的开发和商业化可以追溯到上世纪50年代。1950年,BFGoodrich公司的Schollenberger等人开始研制TPU,经多次改良,Goodrich公司(现为Lubrizol公司)于1961年正式推出以EstaneVc为主的商品化TPU产品。上世纪90年代,随着外资TPU生产企业在中国投资建厂,我国TPU工业开始起步并逐步发展。进入21世纪,在市场需求增长(主要是PVC和橡胶的替代)、自主TPU生产工艺提升、国产上游原材料供应逐步稳定以及下游加工工艺改善等多重因素的积极推动下,中国TPU的产销年复合增长率达到10%以上。随着用量增长,TPU已成为材料行业重要组成部分,其主要应用于鞋...