TPU的分子链结构(二级结构):大分子二元醇和异氰酸酯连接形成长分子链,因为分子链较长,表现为柔性,就成为在整个分子链中的软段结构。短链二元醇(扩链剂)和异氰酸酯连接成短链结构,因为链短,表现为刚性,就成为分子链中的硬段结构。这样硬段软段相间的特殊结构赋予了TPU既有弹性又有不错的机械性能且可热塑加工的特殊性能,从而使TPU作为介于塑料和橡胶之间的一个新类高分子材料得到广泛应用。在对于不同的大分子多元醇,扩链剂和多异氰酸酯的选择搭配时可制取品种繁多各种性能的TPU产品。除了汽车领域中的电缆,在风电等新能源发电领域中所用到的电缆保护套也是TPU的重要市场。上海TPU295AE

TPU有很多硬度规格,在选用不同硬度的TPU时,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我们往往不是很了解。通常来说随着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。浙江耐刺穿TPU材料根据标准要求,TPE和TPU材料成为充电桩线缆护套材料的理想选择,但相较之下,TPU材料的性能更优。

目前常用的护套材料分金属材料和非金属材料。金属材料有铜护套、铝护套、铅护套。非金属护套有热塑性软塑料、热固性软塑料、热固性弹性体、热塑性弹性体等。其中TPU(热塑性聚氨酯弹性体)虽然具有耐磨性、回弹性、低温柔韧性等综合性能优异,但是普通TPU粒子的物性、阻燃性、耐污性、抗静电等特殊性能还不能满足线缆的要求,所以要对TPU进行改性,一方面TPU厂家直接开发针对线缆领域的产品,另一方面电缆料厂家外采TPU进一步改性后销至线缆领域。
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。从耐候性方面来说,TPV优于TPE,TPE优于TPU。

TPU是热塑性弹性体(TPE)中的一员,而TPE在加热、加压下可以成型和二次成型的聚合物。所有的TPU都是用三种主要原材料形成的:二异氰酸酯、大分子二醇和扩链剂。这些成分中每一种成分的选择都影响着聚合物的结构,因此也就影响着它的终物理性能。在TPU的制造中还会用到一些其它原材料,如稳定剂、润滑剂、填料和颜料。TPU有几个特性使它特别适合用于纺织品工业。它的柔顺性(特别是低温柔顺性),使TPU制品手感柔软和没有声响。这种材料保持了良好的阻隔性,而又提供了高的呼吸能力,这正是室外作业和运动服工业所要求的。阻止霉菌的生长、可洗性、橡胶弹性、抗撕裂和抗刺扎能力以及能加工成纤维,从而使TPU顺利地进入了纺织品的制造业。还有一些TPU提供了抗静电性,这是洁净工房环境下穿戴的服装所要求的。TPU按软缎结构分类可分为:聚酯型、聚醚型、丁二烯型等。耐水解TPU粒子
TPU具有宽范围的性能,既具有高的拉伸强度和伸长率,又具有优异的抗撕裂和抗剪切性能。上海TPU295AE
TPU可应用于汽车轮胎、输送带、矿山分选筛的衬里、印刷胶辊、防水材与铺装材、密封圈、鞋跟等等。但其价格昂贵,产品成本较高,加之TPU的加工温度范围窄,难于加工,给TPU的推广应用带来了一些影响。TPU的硬度介于橡胶和塑料之问,可采用挤出、注塑、吹塑、压延、熔融纺丝等方法加工成不同用途的产品。由于TPU的优越性能和加工方法的多样性,TPU在诸多领域已得到蓬勃发展,尤其在我国其发展速度很快,超过了欧美日,因此近年来中国市场已成为国内外TPU业界关注的焦点。上海TPU295AE
PU分子量对其力学性能有明显影响,随着TPU分子量的增加,拉伸强度、模量及耐磨性等都增加,当分子量达到一定程度时这些性能趋于平稳。TPU撕裂强度和耐曲挠性能随着分子量的增大而降低,一方面TPU物理交联使其自由体积减小;另一方面,TPU分子链的高度缠结和物理交联的增加降低了他们的内部流动性,受到外力作用时,分子链重排不易实现而无法有效减轻施加的应力。低分子量组分的比例大时,对弹性体的耐热性能和力学性能极为有害,而过高分子量组分的比例太大时会对加工成型带来不便。因此对于不同用途的TPU应根据其具体加工要求来调节合适的分子量及分子量分布。聚醚型热塑性聚氨酯弹性体的耐水解性比聚酯型热塑性聚氨酯弹性体好...