热塑性聚氨酯弹性体(史上最全的资料整理!)

所谓弹性体是指玻璃化温度(Tg)低于室温,扯断伸长率大于50%,且外力撤除后复原性比较好的一类高分子材料。而玻璃化温度高于室温的高分子材料为塑料;在弹性体中扯断伸长率大于200%、100%定伸应力较小,弹性较好的称为橡胶。

一、热塑性弹性体TPU

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是由低聚物多元醇作为软段、二异氰酸酯-扩链剂作为硬段的一种嵌段共聚物。TPU可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯,其分子结构一般是线性的,但是在分子结构之间也存在一定的物理交联。 聚氨酯材料的结晶性、相分离程度等与大分子之间和分子内的吸引力有关,这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关,也即与基团种类及密集程度有关。

TPU具有较高的模量、高强度、高伸长、高弹性以及优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化等综合性能,是一种用途十分广泛的新型环保材料,在鞋材、胶黏剂、油墨粘接料、薄膜、片材、熔纺氨纶、汽车内饰及电线管材方面都有很广泛的应用。

二、合成聚氨酯弹性体(TPU)的原料及助剂

合成TPU主要有三大原料,即低聚物多元醇、多异氰酸酯(一般为二官能度)和小分子扩链剂。此外,在工业生产时为了提高生产效率,缩短周期及改善某些加工性能还需要加入一些其他助剂。

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表2.1 TPU用原料及助剂

三、合成TPU工艺

TPU的合成按合成工艺分为本体聚合法和和溶液聚合法。

本体聚合法又分为预聚体法和一步法:预聚体法是将二异氰酸酯和大分子二醇先反应一定时间,再加入扩链剂生产出TPU;一步法是将二异氰酸酯、大分子二醇及扩链剂在反应釜中同时混合反应出TPU。其中,在生产中,一步法和两步法各有优势可言,具体见表3-1

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表3-1 合成方法的优劣势比较

溶液聚合是先将二异氰酸酯溶于溶剂中,再缓慢加入大分子二醇搅拌反应一段时间,最后再加入扩链剂生产TPU。

四、TPU生产厂家

目前TPU生产厂家较多,质量也是参差不齐,产品主要有聚醚型TPU、聚酯型TPU、脂肪族TPU、聚己内酯TPU、聚碳酸酯TPU、聚醚阻燃TPU、TPU+GF、TPU+PC合金、抗静电导电TPU等。

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表4-1 TPU生产厂家

五、总结

从整体分析来看,国外生产TPU巨头较多,而我国TPU 生产企业大多为中小型企业,相对分布比较分散,产品质量不稳定,重复实验多,而且其技术开发能力相对薄弱,产品功能少,缺乏核心竞争力。同时,随着我国对行业产品质量的要求越来越高,相关企业可以抓住相关机遇,为企业的发展带来新的发展。

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