工程塑料TPU--TPU具有优异的物理机械性能,如拉伸强度、伸长率都较高。TPU的软、硬段配比可以在很大范围内调整,因此TPU的硬度范围相当宽,从邵尔硬度60A-80D,并且在整个硬度范围内具有高弹性;硬度不同,其拉伸强度也不尽相同,从20MPa到70MPa。TPU的耐磨性为**,因此,TPU经常用来制造鞋底和电缆护套。TPU的抗撕裂性很好,长期压缩*变形率低也是TPU的显着优点。TPU与化学交联的聚氨酯的热机械性能有本质区别。当TPU受应力作用时,发生取向,导致原有氢键破坏,并在适当位置形成新的氢键。正因为如此,TPU才表现出拉伸强度、撕裂强度、伸长率、*变形都较高的特点。TPU中不含有任何增塑剂,可以与其他材料如ABS、聚碳酸酯制成层压材料。许多商品TPU都是聚酯型的,聚酯型TPU的耐磨性、抗撕裂性以及拉伸和撕裂强度都优于聚醚型TPU。通过特殊方法合成的聚醚酯型TPU 具有更为优异的性能,它同时具有聚醚型和聚酯型热塑性聚氨酷的性能,可用作消防水管、电缆护套和薄膜等的生产。
TPU为热塑性聚氨酯,有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范围宽(60A-85D)、耐磨、耐油,透明,弹性好,在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用,无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。TPU品牌牌号众多,质量参差不齐,选择TPU时较好经过详细的评估论证,否则不能得到性价比较优的结果。
特性
1、耐磨性能
当材料在使用过程中经常受摩擦、刮磨、研挫等机械作用,会引起其表面逐步磨损,因此材料的选择磨耗性显得非常重要。TPU塑胶原料耐磨性能优异,较天然橡胶耐磨五倍以上,是耐磨制品可以选择的材料之一。
2、拉伸性能
拉伸强度高达70MPa ,断裂伸长率可高达1000%。
3、撕裂性能
弹性体在应用时由于产生裂口扩大而使之破坏称为撕裂,撕裂强度就是材料抵抗撕裂作用的能力;一般而言TPU具有较高的抗撕裂能力,撕裂强度与一些常用的橡塑胶比较是非常优异的。
4、屈折性能
很多塑胶材料在重复的周期性应力作用下*产生断裂,TPU制品在不同环境下都可以保持较佳的耐屈折特性,为高分子材料中较佳选择之一。
5、耐水解性能
TPU在浑浊下耐水性能是良好的,1~2年内不会发生明显水解,尤其以聚醚系列更佳。聚酯系列在50℃的水中浸泡半年或70℃浸泡3周或100℃浸泡3~4天,会完全分解,这是TPU适合作为环保材料的原因之一,需经常性与水接触之产品,则建议使用聚醚系列。
6、抗高温与抗氧化性能
一般的塑胶原料长期在70℃以上的环境下*氧化,TPU抗氧化能力良好;一般而言TPU耐温性可达120℃。
7、耐油与耐药品性能
TPU为一种强极性的高分子材料,和非极性矿物油的亲和性很小,在燃料油(如煤油、汽油)和机械油(如液压油、机油、润滑油等)中几乎不受侵蚀;其中,TPU产品中又以聚酯系列的产品耐油性较佳;TPU薄膜及片材对于油脂的体积变化很小,抗张强度甚至比原初始值更高;需要注意的是在矿物油中若含有少量的水分时,会对薄膜物性产生不同程度的负面影响。
8、低温性能
TPU有非常好的耐低温性能,通常能达到-50℃,可取代一般PVC因低温脆化而无法应用的各个领域,特别适合用在寒带相关的种类制品。
9、气密性
TPU非常*利用高周波或是热压来熔接,因此广泛应用在充气制品上。气体系数是指在一定温度和压力下,气体透过试样规定面积的速率,同一材料对不同气体的透过率有时差异很大。一般来说,聚酯系列制品气密性比聚醚系列更好。
10、生物医学性能
TPU具有较佳的生物相容性、无毒、无过敏反应性、无局部刺激性、无致热源性,因此广泛应用在医疗、卫生等相关产品以及运动、保护器材上。
热塑性聚氨酯TPU弹性体是一类线型多嵌段共聚物(或很少一部分交联),它由硬段和软段组成。由于这2种链段往往是热力学不相容的或很少相容的,因而产生微相分离。微相分离对其性能影响很大,在提高聚氨酯TPU热塑性弹性体的性能时往往需要考虑材料的微相分离。聚氨酯TPU弹性体的低温性能由聚氨酯热塑性弹性体TPU的玻璃化温度来衡量。聚氨酯热塑性弹性体TPU属于共聚物,其玻璃化温度和微相分离的程度相关,随着微相分离程度的提高,弹性体的玻璃化温度降低,当微相分离程度接近于完全时,它们的玻璃化温度接近于高分子量的柔性链段的玻璃化温度。影响聚氨酯热塑性弹性体TPU热性能的主要因素是微晶结构和氢键。聚氨酯热塑性弹性体TPU的硬段相如果含有微晶或次晶,可以提高其耐热性能。如果硬段相中含软段,结晶不完整,熔点低到190 -230℃,纯硬段结晶熔点248℃,耐热性能下降。一般当硬段浓度小于50%时,不能形成次晶或微晶,只存在近程有序和远程有序结构。所以耐热性降低。聚氨酯热塑性弹性体TPU分子中含有大量氢键,一般来说,氢键的作用在于能使聚氨酯热塑性弹性体TPU承受较高的温度。如非氢键聚氨酯热塑性弹性体TPU微晶的熔融温度为150-160℃,而含有大量氢键的聚氨酯热塑性弹性体TPU可达200-220℃。聚氨酯热塑性弹性体TPU的硬段相结构可由氢键键能说明,氢键键能越高,硬段相的微晶越趋完善,其熔融温度越高。聚氨酯弹性体TPU中微相分离的程度愈高,聚氨酯热塑性弹性体TPU的高温强力和模量愈高。拉伸强度也是随微相分离的增加而增加,这一现象可以从断裂裂缝的理论加以解释。据报道,不发生微相分离的聚氨酯热塑性弹性体,70℃的拉伸强力约1.0-1.5MPa,而发生微相分离的聚氨酯热塑性弹性体TPU在70℃的拉伸强力可达10.0- 15.0MPa,不发生微相分离的聚氨酯热塑性弹性体TPU软化点较低,其加工温度在70℃左右,发生微相分离的聚氨酯热塑性弹性体TPU软化点较高,其加工温度为130-170℃。