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TPU材料的應用及特性时间:2019-03-05 tpu(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范围宽(60HA-85HD)、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。所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50%,外力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类,聚氨酯弹性体的硬度范围很宽,性能范围很宽,所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。可加热塑化,化学结构上没有或很少交联,其分子基本是线性的,然而却存在一定的物理交联。这类聚氨酯称为TPU。 特性TPU的主要特性有:硬度範圍廣:通過改變TPU各反應組分的配比,可以得到不同硬度的産品,而且隨著硬度的增加,其産品仍保持良好的彈性和耐磨性。機械強度高:TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出。 TPU耐寒性突出: TPU的玻璃態轉變溫度比較低,在零下35度仍保持良好的彈性、柔順性和其他物理性能。加工性能好:TPU可采用常見的熱塑性材料的加工方法進行加工,如注塑、擠出、壓延等等。同時,TPU與某些高分子材料共同加工能夠得到性能互補的聚合物合金。耐油、耐水、耐黴菌。 再生利用性好: TPU作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料,这从它的刚性看出来,TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa,TPU在10~1000Mpa,塑料(尼龙,ABS,PC,POM)在1000~10000Mpa。TPU的硬度范围相当宽,从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性;TPU在很宽的温度范围内-40~120℃,具有柔性,而不需要增塑剂;TPU对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;TPU还有良好的耐天候性,极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大,长期压缩永久变形率低等都是TPU的显著优点。 這裏介紹的TPU性能包括三個方面:力學性能,物理性能和環境性能。 1.力學性能:TPU彈性體的力學性能主要包括:硬度,拉伸強度,壓縮性能,撕裂強度,回彈性和耐磨性能,耐屈擾性等,而TPU彈性塑料的力學性能,除這些性能外,還有較高剪切強度和沖擊功等。 2.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A(Shore A)和邵尔D(shore D)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。 3.硬度與定伸應力和伸長率的關系以及硬度與撕裂強度的關系。隨著TPU硬度的增加,100%定伸應力和300%定伸應力迅速增加,伸長率下降。這主要是由于硬段含量增加的結果:硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或結晶結構增加了物理交聯的數量而限制材料變形。若使材料變形必須提高應力,從而提高了定伸應力,同時伸長率下降。TPU硬度與撕裂強度的關系,隨硬度增加,撕裂強度迅速增加,其理由亦與模量的解釋相同。 |