1958年美国Goodrich化学公司(路博润)首次登记了TPU商品牌号Estane,之后40年来全世界有20余个商品牌号问世,每一个牌号有几个系列产品。目前有生产TPU原料厂家主要有巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈、万华化学、上海恒安、瑞华、旭川化学等等。

聚氨酯热塑性弹性体(TPU)又称聚氨酯橡胶,属于一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团(—NHCOO—)的弹性聚合物材料。它是由低聚制二异氰酸酯与带有端羟基的聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇链增长剂相互应而制得。

tpu主要用来做什么(一文带你了解有关TPU的分类)(1)

聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物,一般由多元醇的柔性长链构成软段,以二异氰酸酯及扩链剂构成硬段。

硬段互相交替排列有序,形成重复结构结晶单元,赋予弹性体以高强度、刚性和高熔点等性能软段则无序卷曲排列,形成无定型区,给予弹性体以柔性、弹性、吸湿性和耐低温性能。

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聚氨酯弹性体分子链中含大量有氨酯基团和醚、酯及脲基团,以强有力的氢键结合而成。由众多的醚和酯生成的配方可以得到性能很不相同的聚氨酯弹性体品种。这些结构特点使聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、韧性和高弹性,也很容易与其他聚合物具有相容性。

TPU的类别

*1.按软段结构可分为聚酯型、聚醚型和丁二烯型,分别含有酯基、醚基或丁烯基。

*2.按硬段结构分为氨酯型和氨酯脲型,它们分别由二醇扩链剂或二胺扩链剂获得。普遍常见的划分是分为聚酯型和聚醚型。

*3.按有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。前者是纯线性结构,无交联键;后者是含有少量脲基甲酸酯等交联键。

*4.按成品用途可分为异型件(各种机械零件)、管材(护套、棒型材)和薄膜(薄片、薄板)以及胶粘剂、涂料和纤维等。

TPU的合成

TPU从分子结构上来说,属于聚氨酯。那么,它是怎么聚合而成的呢?

按合成工艺的不同,主要分为本体聚合溶液聚合

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生成氨酯基的反应

本体聚合中,又可按有无预反应分为预聚法一步法

预聚法是将二异氰酸酯与大分子二醇先行反应一定时间,再加入扩链生产TPU;

一步法是将大分子二醇、二异酸酯和扩链剂同时混合反应成TPU。

溶液聚合是将二异氰酸酯先溶于溶剂中,再加入大分子二醇令其反应一定时间,最后加入扩链剂生成TPU。

TPU软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集态会影响TPU的密度,密度大约在1.10~1.25之间,与其他橡胶和塑料无显著差异。在同等硬度时聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。

TPU的加工

TPU粒子需要进行各种各样的加工才能形成最终的制品,主要采用熔融法和溶液法进行TPU的加工。

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TPU包胶在电动工具外壳应用

熔融加工是用塑料工业常用的工艺:如混炼、压延、挤出、吹塑和模塑;

溶液加工是粒料溶于溶剂或直接在溶剂中聚合而制成溶液再进行涂覆、纺丝等。

TPU制成最终产品,一般不需要进行硫化交联反应,可以缩短生产周期,废弃物料能够回收重新加以利用。

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