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技术支持

TPU的基本特性和特殊品级/TPU松紧带

时间:2016-10-25 15:23 来源:未知 作者:admin 点击:

TPU的基本特性和特殊品级
  1.基本特性:
  TPU是分子中含有-NH-COO-基团的材料,长链的二元醇和异氰酸酯成分构成了软段,短键的二元醇和异氰酸酯成分构成了硬段,TPU很多特性取决于长链二元醇的种类,其硬度用硬段做比例来调节,TPU松紧带它的光老化性可加光稳定剂来加以改善,同时也取决于异氰酸酯是芳香族还是脂肪族。它不同于其他热塑性弹性的优异性能如下:
  (1)优异的耐磨性能、它的Taber磨耗值为0.5-0.35mg,是塑料中最小的,若加入MoS2、硅油石墨等可降低摩擦系数,提高耐磨程度。
  (2)拉伸强度和伸长率:
  TPU的拉伸强度是天然橡胶和合成橡胶的2-3倍,聚酯型的TPU拉伸强度近60MPa,伸长率近410%,聚醚型TPU的拉伸强度为50MPa,伸长率为>30%。
  (3)耐油、耐汽油性能:
  TPU的耐油性能优于丁腈橡胶,具有极好的耐油寿命。
  (4)耐低温性、耐候性、耐臭氧性能
  TPU的耐气候老化性能优于天然橡胶和其他合成橡胶。它的耐臭氧,耐射线的特点在航天工业有特殊的用途。
  (5)医疗卫生性
  TPU具有生物相容性和抗血凝性,医用TPU应用越来越广泛,如人造心脏、人工肾、输血管、血浆袋、输尿管、外科技术用固定材料等。
  (6)硬度范围
  TPU硬段的为邵氏A10-邵氏D80,而普通的橡胶硬度范围一般在邵氏A60~100,TPU在邵氏硬度A15以下的所有弹性体,都有相似的压缩变形特性。
  在邵氏硬度A85到85以上时TPU仍保持弹性。这是其他弹性体所没有的特性。所以TPU具有高负载支撑能力和良好的吸振效应。
  2.特殊品级:
  (1)美国BF Goodrich公司生产的TPU(商品名ESTANE?)
  (2)德国Bayer公司TPU品级(商品名Desmopan)
  (3)無碼“ミラヮラソ株式会社的TPU品级(Miractran.品级)
  该品级由于二元醇羟基的当量和异氰酸酯当量的比率不同,分为E型和P型两系列。E型由于过剩的异氰酸酯形成一部分多联结构,因此具有优异机械强度、压缩永久变形、永久伸展率。P型由于两组分比例相等,而成线型结构,它的粘度对温度的依存性小,流动性好,而有好的加工性能,且易溶剂。
  最近该公司又开发了对于人体防静电的电子部件;衣料及住房的快适应性透湿材料;对医疗和食品等有安全要求的抗菌性材料;鞋底用耐磨耗材料等,尤其是消光材料;发泡材料;蓄光材料;抗血栓性导尿管用等新功能材料。
  成型加工技术
  1、TPU代表性的成型加工方法是挤出成型和注射成型。这些成型方法需注意以下几点:

  (2)由于粘度对温度的依存性较慢,要提高温度控制精度;
  (3)要从材料的特性考虑螺杆的结构和长径比(如:压缩比、螺槽深度、L/D等);
  (4)根据材料的流动性考虑模具结构(不会引起滞留的喷咀、流道、浇口等);
  (5)成型机的功率设定要稍大点(是通用树脂的1.5~2倍);
  (6)成型生退火处理,恢复原有特性(尤其是未完全塑化的材料)。
  2、成型加工技术及应用
  TPU的加工与通用塑料及其他热塑性弹性体(TPE)相比,难点并不少,然而最近由于成型机及加工技术的改进,已可采用多样的成型法以制得各类制品。
  (1)管材,薄膜,片材领域:
  TPU管材,由于具有柔软,良好的抗拉伸强度,冲击强度,耐高低温性,管内充1.5MPa而不膨胀。爆破压力可“达2-5MPa及良好的耐油性,为此是气管和油管的理想材料,广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等的输气、输油软管。TPU管材主要用挤出成型加工。但由于TPU易吸水而降低制品的强度,因此在加工前原料应于100~120℃下干燥4小时、使TPU中水份含量在0.05%以下,挤出时要注意温度的调整,在纯TPU中添加1-4PHR的润滑剂有助于料流的稳定挤出,有利于管材表面光洁度的提高。Desmopan的786、385、392品级,ESTANE的58311、58092、58409等品级均可用于挤出管材。本所有99年开始开展了TPU软管性能如表5。
  注:①采用鞋底的耐久性试验法、原理是以DIN磨耗试验为标准
  本所研制的φ2/4mm、φ4/6mmTPU软管、已成功地用于自动电梯输油管,φ3.5/4.5mmTPU软管已用于飞机另部件,φ3.5/4.5mm、φ3.5/6.2mmTPU软管已用于汽车另部件、目前本所已能生产不同规格的TPU软管,将替代进口产品进一步,拓展应用领域。
  TPU薄膜和片材由于具有强韧、薄壁化、独特的手感及良好的环保性等而有较大的应用领域。该制品采用T型挤出法,吹塑成型法及压延成型等方法、成型时必须选择适合于各成型法的合适品级。
  Miractran品级中的标准品级如E100、E300 ESTANE的58206、58887、58315品级都能使用T型挤出成型,能生产出几十um的薄膜。
  吹塑成型法可用Miractran品级中的E885PFAA和E390PFAA品级,ESTANE的58277、58409、58630、58315能生产出不粘的、柔软的、非常薄且润幅的薄膜。
  压延成型法可用Miractran品级中的E585MSOH、E660MSOH、E380MSNT品级、硬度从60A到95A都能加工。
  (2)热熔薄膜、涂层领域:
  该领域的用途是利用TUP的粘接性、伸缩性及良好的表观特性,它不仅简单地作为粘接材料,而且还广泛应用作为T恤衫等服装图案热转印拷贝用薄膜,这些薄膜可用T型挤压法和吹塑成型法生产。厚度为10μm左右可用Miractran品级中的不变黄型和热熔型品级。近来用同样原料制成“无纺布”,控制在25~100g/m2,此“无纺布”除了有上述特性外还因具有空隙结构而有透湿机能,透明肩带作为新颖的衣料而引人注目。
  另外球状的粉末热熔材料,还可用于汽车部件的涂装领域。
  (3)低压缩永久变形,耐热变形性领域:
  表3的Miractran低压缩永久变形/耐热型H品级是在原来的基础上进行了大的改造。这主要是通过材料的配备技术、加工技术、适当的退火处理而成。主要应用于工业受压受热部件。
  (4)电子束交联领域:
  在有耐热性、耐药品性、耐摩擦性等较高要求的领域,标准品级的TPU不能满足其性能要求,改进的方法是用电子来进行交联,在表面形成交联层这样可满足上述要求,可制成垫圈、膜片、护套、软管等。
  总之TPU汽车、工业部件、软管、垫圈、密封件、电线电缆、医用等方面得到了广泛的应用。
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