TPU的改性探讨

2017-08-25 10:35:45

TPU的改性讨论

本文复杂引见了热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的分解、加工及运用。经过对其结构和功用的分析，针对

其存在的弱点，提出改进的方法并加以阐述。

关键词：热塑性聚氨酯弹性体，分解，运用，熔融活动性，加工性，耐候性。

热塑性聚氨酯弹性体（简称TPU）像浇注型聚氨酯（液体）和混炼型聚氨酯（固体）一样，具有高模量

、高强度、高伸长率和高弹性以及优秀的耐磨、耐油、耐低温、耐老化功用等。其与混炼型和浇注型聚

氨酯弹性体相比，化学结构上没有或很少有化学交联，其分子基本上是线性的，分子中含有较多的强极

性基团（如酯基、醚基、氨基甲酸酯基、脲基、缩二脲基及脲基甲酸酯基等），这些基团分子间存在着

强的作用力和氢键构成物理交联。所谓物理交联是指在线性聚氨酯分子链之间，存在着遇热或溶剂呈可

逆性的“衔接点”，即 对热和溶剂具有可塑性和可溶解性，它不是化学交联，但起着化学交联的作用

。因此，称其爲热塑性聚氨酯。物理交联实践是1958年由Schollenberger C.S.　首先提出的。也正是

由于这种物理交联的作用，聚氨酯构成了多相外形结构，聚氨酯的氢键对其外形起了强化作用，并使其

耐受更高的温度。

众所周知，TPU同其它的高分子材料一样，市场和运用范围不时扩展，展开迅速。但由于其存在着如加

工温度范围窄，成型加工困难（特别是挤出成型制品），价钱较高，耐热性和耐候性较差等缺陷，在一

些方面又限制了它的展开。本文对其改性方法中止一些讨论。

一TPU的分类[1]

TPU可按不同方法中止分类。按软段结构可分爲聚酯型TPU、聚醚型TPU和聚丁二烯型TPU，它们区分含有

酯基、醚基或丁烯基；按所用的异氰酸酯结构可分爲黄变型（MDI、TODI、NDI、PPDI等）和不黄变型（

HDI、H12MDI等），按硬段结构分爲氨酯型和氨酯脲型，它们区分由二醇扩链或二胺扩链获得。

按有无交联可分爲全热塑性和半热塑性。前者是纯线性结构，无交联键；后者含有大批脲基甲酸酯等交

联键。

按分解工艺分爲本体聚合和溶液聚合，在本体聚合中，又可按有无预反响分爲预聚法和一步法：预聚法

是将二异氰酸酯与大分子二醇先中止反响一定时间，再参与扩链剂消费TPU；一步法是将大分子二醇、

二异氰酸酯和扩链剂同时混合反响成TPU。溶液聚合是将二异氰酸酯先溶于溶剂中，再参与大分子二醇

令其反响一定时间，最后参与扩链剂消费TPU。

二TPU的结构分析、功用特点及加工运用

TPU大分子链由极性的氨酯或聚脲链段（硬段）和脂肪族聚酯或聚醚链段（软段）交替构成。这种软、

硬段间的不相容性及聚氨酯分子的高极性使分子间相互作用构成结晶区，并发作微相分别。这种结晶区

起类似填料粒子的作用，不只使其在常温下具有高的弹性。而且对其物理机器功用起补强作用。因此

TPU同其它的高分子材料一样，功用与其分子量、分子间作用力（氢键和范德华力）、链段的韧性、结

晶倾向、支化和交联、以及取代基的位置、极性和体积大小等要素有着密切的关系。

根据制品的运用环境而思索TPU的耐热性、耐水性、耐天候老化性、耐低温功用以及加工功用。可经过

添加某些助剂和填充剂如反响调理剂、抗氧剂、抗水解动摇剂、紫外光吸收剂、润滑剂及云母粉、玻璃

纤维等以提高胶料的运用功用，也可与其它热塑性高聚物（如聚氯乙烯、聚丙烯-丁二烯-苯乙烯树脂（

ABS树脂）、丁腈橡胶等极性的热塑性塑料和橡胶等）共混来改善其功用，从而满足不同的运用要求。

TPU的基本特性：

1、机器强度高，耐油性良好。

2、耐磨耗性特别好。

3、耐化学品性优。

4、加工成型性较差。

5、本钱较高

TPU的加工主要采用注射成型和挤出成型，注射模制通常采用聚乙烯、软聚乙烯的注射成型机来完成，

注射条件主要与原料品种、制品的外形和注射成型机的种类有关。也可配制成胶的溶液，用于成膜、涂

布、喷涂、浸渍等。

由于TPU功用优秀，运用范围普遍。耐磨功用优异，可用于制鞋底、传动带、保送带、耐磨材料等。耐

油性好而用于制造油封、密封圈垫等。以及工业用品、体育用品、汽车部件和涂料的制造等等。

三TPU的熔融活动性的改善

注射成型的TPU在加工进程中主要承受剪切力的作用。在加工进程中首先是在一定温度下使其熔融，并

在一....