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TPU原料介绍

浏览数量:41     作者:昆山品虹橡塑有限公司     发布时间: 2019-05-23      来源:本站

TPU原料

一、  TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯MDI)或甲苯二异氰酸酯TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。TPU具有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性,是一种成熟的环保材料。目前,TPU已广泛应用与医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面,其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性,同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。TPU均能成为PVC之替代品。但TPU所拥有的优点,PVC则望尘莫及。TPU不仅拥有卓越的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性,而且是种成熟的环保材料。

  热塑性聚氨酯弹性体TPU按分子结构可分为聚酯型(耐油性佳)和聚醚型(耐水性最佳兼具耐油性)两种。相对密度1.10-1.25,聚醚型相对聚酯型小;按加工方式可分为注塑级、挤出级(我司产品是挤出)、吹塑级等。

   热塑性聚氨酯弹性体按品牌可分为1.进口料:巴斯夫(德国)、拜耳(德国)、路博润(美国)、亨斯迈(美国)等,2、台湾料  3.国产料(万华、华峰等)

二、   TPU性能包括三个方面:力学性能,物理性能和环境性能。

(一)力学性能:TPU弹性体的力学性能主要包括:硬度,拉伸强度,压缩性能,撕裂强度,回弹性和耐磨性能,耐屈扰性等,而TPU 弹性塑料的力学性能,除这些性能外,还有较高剪切强度和冲击功等。

a)硬度:硬度是材料抵抗变形,刻痕和划伤的能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔AShore A)和邵尔Dshore DD通常指硬度比较高的材料)硬度计测定,邵尔A用于比较软的TPU,邵尔D用于较硬的TPU。硬度主要由TPU结构中的硬段含量来决定,硬段含量越高,TPU的硬度就会随之上升。硬度上升后,TPU的其他性能也会发生改变,拉伸模量和撕裂强度增加,刚性和压缩应力(负荷能力)增加,伸长率降低,密度和动态生热增加,耐环境性能增加。TPU的硬度与温度存在一定关系。从室温冷却降温至突变温度(-4~-12℃),硬度无明显变化;在突变温度下,TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性,这是由于软段结晶作用的结果。

b)硬度与定伸应力和伸长率的关系以及硬度与撕裂强度的关系。随着TPU硬度的增加,100%定伸应力和300%定伸应力迅速增加,伸长率下降。这主要是由于硬段含量增加的结果:硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形。若使材料变形必须提高应力,从而提高了定伸应力,同时伸长率下降。TPU硬度与撕裂强度的关系,随硬度增加,撕裂强度迅速增加,其理由亦与模量的解释相同。

c  TPU硬度(邵氏硬度55A-98A ± 2A低至55-70A可应用于表带,松紧带等对弹性手感要求比较高的产品硬度高至70D-85D,可应用于鞋材天皮等。应用范围最广的硬度大概就是85A-95A了,可用于注塑手机类配件,汽车类配件,脚轮等,挤出电线电缆,管材,型材等。(注:我司挤出产品所用材料硬度扁管为:80A--90A;圆管为:80A--98A)。

d)TPU的硬度单位A是怎么换算到D   D=A-50(或40)。

(二)原料技术

图表列举的是TPU70A原料:

性能项目

试验条件[状态]

测试方法

测试数据

数据单位

物理性能

硬度


JIS K-7311

70±3

Shore A

比重


JIS K-7311

1.20±0.02


机械性能

伸长率


JIS K-7311

400

%

撕裂强度


JIS K-7311

80

kg/cm

拉力强度


JIS K-7311

300

kg/cm

磨耗性


JIS K-7311

30

mg

70℃压缩永久歪


JIS K-6301

30

%

100%抗拉应力


JIS K-7311

35

kg/cm

(三)特性物理性能和环境性能

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,是耐磨制品首选的材料之一。

2、拉伸性能(弹性)

拉伸强度高达70MPa ,断裂伸长率可高达400%~1000%硬度越低,断裂伸长率越高;硬度越高,断裂伸长率越低。

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容易产生断裂,TPU制品在不同环境下都可以保持极佳的耐屈折特性,为高分子材料中最佳选择之一。

5、耐水解性能

TPU在浑浊下耐水性能是良好的,12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34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。医用级、食品级作用的TPU管,也都均使用聚醚系列。

6、抗高温与抗氧化性能

一般的塑胶原料长期在70℃以上的环境下容易氧化,TPU抗氧化能力良好;一般而言TPU耐温性可达120℃注:120属于特殊材料,需要定做;常规材料零下40~70度)。

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非常容易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(我司产品多用聚醚材料生产)。

10、生物医学性能

TPU具有极佳的生物相容性、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。

TPU塑胶原料应用范围

TPU已被广泛应用于:鞋材、成衣、充气玩具、水上及水下之运动器材、医疗器材、健身器材、汽车椅座材料、雨伞、皮箱、皮包等。

1.应用举例:

 服饰辅料

女士文胸肩带、服装松紧带等。

鞋类

垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌

女士鞋后跟;滑雪靴;安全靴,高档鞋底等

其他

自位轮;把手;表带

管材·软管

高压管;医疗管;油压管;气压管;燃料管;涂敷管

输送管;消防水带等

薄膜·板材

转动带(具有一定的拉伸作用);气垫;膜片;键盘板;复合布等TPU薄膜在运动鞋上应用极广泛:鞋底及鞋面上的商标装饰、气囊、气垫、油包等。而今,TPU薄膜在运动鞋上应用又有两种趋势:

一是由耐克运动鞋所刮起的流行风,即是将TPU薄膜先网版印刷上色,再以高周波成形并粘合在鞋面上做装饰,以取得特殊的装饰效果。

二是利用防水透湿的TPU薄膜与鞋材用布贴合使用,以达到防水透湿之效果

电线·电缆

电力通信电缆;计算机配线;汽车配线;勘探电缆等

其他

各种环形管线;圆形带;V型带;同步带;防滑带等

软体槽、罐类;薄膜复合片材箱包面料等

各种车辆用箱类;各种容器类

超薄、宽幅薄膜(医疗、卫生用品)

2.发展趋势

    由于TPU软管具有柔软,良好的抗张强度、冲击强度 耐高低温性,所以在中国TPU软管被广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等机械设备等的输气、输油软管。主要TPU软管制造企业集中在广东、浙江、江苏、山东、河北等地。

TPU因其优越的性能和环保概念日益受到人们的欢迎。目前,凡是使用PVC的地方,TPU均能成为PVC的代替品。TPU薄膜不仅可与各种布料贴合,还可以用真空热成型的方法生产轮廓清晰,尺寸稳定的产品。随着国内环保意识的不断提高,TPU的应用也越来越广泛。其中增加速度比较快的领域:鞋面里料、保暖内衣、透明内衣、透明肩带、松紧带及医疗用透气胶带。


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