thermoplastic polyurethane是什么意思

thermoplastic polyurethane

热塑性聚氨酯

热塑性聚氨酯：热可塑性TPU d性体，是由含NCO官能基的MDI 与含OH

官能基的POLYOL、1.4BG，经押出混炼而制成，由于d性好、物性佳、各种机械强度都很好，因此，广泛用于射出、押出、压延及溶解成溶液型树脂等加

工方式，是塑胶加工业者经常使用的塑胶材料，其制成产品涵盖了工业应用和民用必需品的范围。

热塑性聚氨酯d性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量(1000~6000)的聚酯或聚醚，B为含2~12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连线在一起，恢复原有固体的性能。典型的TPU如氨纶等。

基本介绍中文名 ：热塑性聚氨酯d性体 颜色： ：透明，半透明，透明黄底，本色。 简介,分类,特点,合成方法,TPU分子结构,链段结构,硬段含量,异氰酸酯指数,分子量及分子量分布,原料纯度,新技术和新用途, 简介 热塑性聚氨酯d性体(TPU)是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的d性体，具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好，广泛套用于国防、医疗、食品等行业。 热塑性聚氨酯d性体， 以其优异的性能和广泛的套用， 已成为重要的热塑性d性体材料之一，其分子基本上是线型的， 没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联， 氢键对其形态起到强化作用， 从而赋予许多优良的性能， 如高模量、高强度， 优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性。这些良好的性能使得热塑性聚氨酯被广泛套用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等许多领域。最终制品一般不需要进行硫化交联， 可以缩短反应周期， 降低能耗。由于它基本上是线型结构聚合物， 可采用与热塑性塑胶同样的技术和设备来加工， 如注塑、挤出、吹塑、压延等， 特别适用于大批量生产的中、小型尺寸部件。废弃物料能够回收并重新利用， 生产或加工过程中可使用不同助剂或填料来改善某些物理性能并降低成本。 TPU颗粒及粉状物： 粒子 分类 聚氨酯热塑性d性体有聚酯型和聚醚型两类，白色无规则球状或柱状颗粒，相对密度1.10~1.25，聚醚型相对密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化温度为100.6~106.1℃，聚酯型玻璃化温度108.9~122.8℃。聚醚型和聚酯型的脆性温度低于-62℃，聚醚型耐低温性能优于聚酯型。 特点 聚氨酯热塑性d性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、d性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。 合成方法 TPU的合成方法按有无溶剂可分为两类： 无溶剂的本体聚合法和有溶剂的溶液聚合法。本体聚合按反应步骤又可分为一步法和预聚体法。一步法是将低聚物二元醇、二异氰酸酷和扩链剂同时混合生成。一步法工艺简单， *** 作方便， 但其反应热难以排除， 易产生副反应。李凡等用一步法合成了聚酯型热塑性聚氨酯d性体， 首先在反应器中称取配方量的聚酯多元醇和扩链剂， 丁二醇， 升温至120℃真空脱水。迅速加入已预热的快速搅拌均匀， 倒入已预热的容器中， 于120℃真空焙烘，再降温至100℃烘得浅黄色半透明聚氨酯产物， 之后在平板压机上压制成试片，制备的TPU具有较高的力学性能和阻尼性能。 TPU合成化学方程式 TPU合成工艺过程 预聚体法是将低聚物二元醇和二异氰酸酯先反应，在少量催化剂条件下与干燥的扩链剂合成。预聚体法在制作中的工艺过程较复杂，耗能高，制成的预聚体粘度大，增加了工艺 *** 作难度。但预聚体副反应少， 制成的产品性能优于一步法。 按反应过程的连续性可分为间歇法和连续法。间歇法常用的生产设备包括自动化浇注设备、熟化烘箱、破碎锤、挤出机等， 其生产效率低， 产品质量不均， 不适合大规模生产， 因此国内外相继进行了连续化生产工艺及设备的研究。连续法设备为反应挤出生产线， 其主要设备包括原料贮罐、浇注机、平行双螺杆挤出机、水下切粒机、分离干燥设备和封装设备。双螺杆连续反应挤法是目前生产的主流工艺， 生产效率高、产品品质稳定， 适合大规模生产。它生产的可用于涂料、d性体和黏合剂等方面。 TPU分子结构 链段结构 TPU是一种(AB) n 型嵌段线性聚合物， 由柔性软段和刚性硬段构成。不同链段结构的TPU具有不同的性能， 而链段结构的类型主要由原料种类决定。分子结构中引入侧基会降低大分子间的取向结晶性， 从而导致力学性能下降、溶胀性能变差； 而一定的化学交联可以提高d性体的定伸应力和耐溶剂性能，降低永久形变。 硬段含量 硬段含量是指硬段在中的质量百分数，是配方设计中一个重要参数。硬段含量直接影响的氢键、微相分离程度以及结晶性能， 是决定其形态的主要因素。一般来讲， 随着硬段含量的增加，TPU的硬度、模量以及撕裂强度等增加， 而扯断伸长率下降。 异氰酸酯指数 由于TPU的合成机理是在官能团之间进行的逐步加聚反应， 所以异氰酸酯指数r 0 （二异氰酸酯与低聚物二醇的摩尔比） 直接影响分子量的大小。r 0 ≤1时，TPU分子量随着r 0 的增大而增大，当r 0 =1时，分子量达到最大， 再继续增加r 0 值，分子量又开始下降。r 0 在0.95~1之间时，TPU模量、拉伸强度、撕裂强度等随着r 0 的增加而增加。 分子量及分子量分布 TPU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d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。 原料纯度 TPU常用的扩链剂1,4-丁二醇（MDI）， 极易吸水， 其纯度及水分含量直接影响到实际生产的值， 对最终产品的分子量影响很大。MDI易自聚，若保存不好易生成二聚体。聚合多元醇的水分含量、酸值、羟值等因批次不同而存在差异， 较大程度上影响了TPU性能的稳定性。原料中含有的水分和游离的羧基，一方面与MDI反应， 消耗了部分MDI造成配方设计的不准确；另一方面，反应生成的气泡起到塑化的作用，最终降低了产品的性能。因此用于合成TPU的原料在使用之前都需要严格脱水。 新技术和新用途 TPU是高速发展的行业， 与之相关的新技术、新产品及新用途不断涌现，TPU的用途几乎延伸到各个行业， 目前已被广泛套用于鞋材、服装、管材、薄膜和片材、线缆、汽车、建筑、医药卫生、国防及运动休闲等许多领域。TPU被公认为一种绿色环保、性能优异的新型高分子材料。目前TPU主要以低端消费为主，其高端消费领域基本被一些跨国公司主导， 包括德国拜耳、巴斯夫， 美国路博润、亨斯迈等都在增加新产品的研发力度， 具有高附加值的TPU产品不断被开发并投入市场， TPU材料已成为发展最快的热塑性材料之一。 A．鞋类：运动鞋Logo、运动鞋气垫、登山鞋、雪鞋、高尔夫球鞋、溜冰鞋、之面料及内里贴合材料。 B．成衣类：雪衣、雨衣、风衣、防寒夹克、野战服、纸尿裤、 生理裤、等面料复合材料（防水透湿）。 C．医药类：手术衣、帽、鞋、 医院用褥垫、冰袋、绷带、血浆袋、外科用包扎布条、口罩、等面料及内里材料，手术床气囊。 D．国防用品：飞机油箱，武器封存覆膜、帐棚视窗、军用水袋、救生衣，充汽艇等之面料及内里面料，气囊。 E．运动用品：足球表面及内胆、充气床、饮水袋、滑雪手套（防水袋）、潜水衣、雪衣、泳装、滑雪板、商标、 气囊、运动衫、瘦身衣等面料及内里材料。 F．工业用品：喇叭鼓纸橡胶边、防水条，隔音材、防火材、防火衣 、消防服、防火布等面料及内里复合材料、电线电缆外护套材料。 G．其他用途：手机按键、塑胶充气玩具、床单、桌巾、浴帘、家具用布、围裙、钢琴、电脑键盘、覆膜等面料及内里材料。

1 天然橡胶（NR） 综合性能比较全面，加工工艺简单，缺点是耐油、耐热、耐寒、耐化学、耐老化等性能太差，远不及其他合成橡胶。主要用于轮胎、胶管、胶带、医疗用品、体育用品及一些其他工业用品。

2 丁苯橡胶（SBR）综合性能与天然橡胶相当，而磨耗及热老化性能则优于天然橡胶，与天然橡胶和多种合成橡胶并用，加工性能好，是一种通用橡胶。主要使用语胶管，轮胎，胶带。胶鞋，以及各种工业橡胶制品。

3 顺丁橡胶（BR）加工性能好，具有优异的耐磨性和d性，生热少，耐低温性能好。耐屈挠也不错，缺点是撕裂强度和抗滑性不好。广泛用于轮胎，胶管，胶带，胶鞋以及其他橡胶制品方面。

4氯丁橡胶（CR）耐臭氧，耐气候老化，耐油，耐溶剂，阻燃，绝缘以及耐水性，气密性，拉伸强度等方面的性能均较好。缺点是耐寒性差，比重（密度）大。适用于胶管、胶带、输送带、电线电缆、空调橡胶制品，以及建筑、船舶、汽车等密封制品。

5 丁腈橡胶 （NBR）可长期在120度以下温度使用，气密性较好（仅次于丁基橡胶）耐油，耐 磨，抗撕裂等性能功能极佳（注意：此材料属于半导体橡胶，因此不适宜做绝缘性产品）适用于汽车，机械方面胶管，密封件，电缆护套，海绵制品等。

6 氢化丁腈橡胶（HNBR）可长期在-40-180度工作环境中使用，加工性能好，强度高，耐磨性优，永久变形小，同时具有独特的抗臭氧和耐硫化氢的作用。适用于发动机密封制品，油封，油田，钻杆用橡胶制品，低温油管，空调管，电子系统保护零件。

7 三元乙丙橡胶（EPDM）耐热耐臭氧乃天侯老化，耐低温，耐电绝缘，耐酸，耐碱等各方面性能极佳。广泛用于建筑，汽车，轮船门窗密封，电线电缆，汽车，摩托车零部件和其他工业制品。

8 硅橡胶（SR）可长期在-60-120度工作环境中使用，透明无毒无味绝缘性能佳，加工性能好。缺点是耐磨性能，撕裂性能和耐油，耐化学介质差。广泛用于电热电器，电子电气行业，航空，国防，机械，建筑工业，医疗，食品卫生领域，以及厨房用品，家庭日用杂制品等。

9 氟橡胶（FPM）优异的耐高温（250度）和很好的介电性能，以及优异的耐氧化，耐油，耐化学腐蚀，耐磨损等优异性能。缺点是加工工艺比较困难。广泛应用于航天航空导d火箭等科学领域以及工业设备各方面，如胶管，密封件，电线，隔膜，胶带等制品以及防腐衬里。

10 丁基橡胶（IIR）气密性能在各种橡胶中最好，优异的耐热老化性能，耐臭氧老化性能，以及电绝缘性能，同事有较宽的温度使用区间。广泛用于轮胎的内胎，硫化用的胶囊，水胎，风胎，汽车零部件，电线电缆，胶管，胶带，建筑防水片材，堵塞材料（如药瓶盖）门窗密封条，以及化工设备防腐等。

11 聚硫橡胶（TR） 具有良好的耐油性，耐烃类溶剂，耐大气老化，耐水，以及低温屈挠性能好。同时对各种材料有非常好的粘接性，用作汽车密封材料，不干性橡胶腻子和化工设备衬里，马路漆和耐油性油漆，涂料，耐油性胶管中空玻璃密封等。

12 聚丙烯酸酯橡胶（ACM和ANM）使用温度可达175-200度，气密性，耐气候老化，耐热性，耐油性能都很好。缺点是耐水性，耐低温性能差。加工性能难掌握，硫化工艺对模具有腐蚀性。主要用于汽车工业的密封件和特殊要求的胶管，胶布，同事还应用于制造与高温油接触的电线电缆手套，胶粘剂等。

13 乙烯醋酸乙酯橡胶（EVW）可长期在175度高温下使用，优异的阻燃性能和耐油性能，产品在高温状态下压缩变形小。适用于地铁，高层建筑，以及船用高性能无卤阻燃电线电缆和其他密封制品。

14 氯化聚乙烯（CPE）是一种耐热，耐候，耐燃的特种合成橡胶，极好的电性能和耐化学品行性能，此外还具有耐油，耐臭氧，耐候，耐热老化，耐燃等优点，广泛用于耐燃耐候性好的电线电缆，密封制品以及要求耐温，耐酸，耐燃的胶管，胶带和胶辊等工业制品。

15 热塑性丁苯橡胶（SBS）是目前产量最大（占7%）最经济的热塑性d性体品种，其性能与丁苯橡胶相似具有更加的d性，手感，色彩丰富，格式和做低硬度产品。缺点是耐热，耐油性较差。广泛用于手柄，玩具，运动器材，鞋材等领域。

16 热塑性d性体（SEBS）是加氢制得的饱和型SBS,耐老化，耐臭氧，在原性能上大幅度提高特别适用于户外使用的产品。缺点是耐热性能，耐油性能差。使用温度范围在-60-100度之间。广泛用于手柄，玩具，运动器材，医疗配件等领域。

17 热塑性d性体（TPV）是动态硫化的EPDM/PP共混物。耐寒耐热，优良的d性，耐老化，耐臭氧，撕裂强度，耐化学药品，着色性能优异，可长期在-60-135之间温度使用。广泛用于汽车，船舶，机械配件，胶管胶带及各类工业制品，常用于挤出各类密封条。

18 热塑性聚氨酯橡胶（TPU）突出的耐磨性，高d性，高机械强度，耐油性极佳，耐屈挠极好，长期使用温度可在-40-120度之间。缺点是低硬度的品种极少。广泛用于汽车业的刹车管，油管，内饰件，电缆，管材，鞋材及运动器械，异性材料等。

19 聚氯乙烯（PVC）是目前用途最广泛的塑料品种之一，经济且具有优良的阻燃性，耐化学药品，耐磨强度较高，电绝缘性好。缺点是耐寒性差，冬天变硬变脆，其氯具有刺激性。广泛用于各行各业，汽车，建筑，机械，日用品电缆线等。门窗密封等领域大量使用。

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