TPU 材料——綜合分析
什麼是 TPU
TPU is 熱塑性聚氨酯熱塑性聚氨酯是一種可加熱成型且可溶於溶劑的聚氨酯。與共混聚氨酯和澆鑄聚氨酯相比，熱塑性聚氨酯的化學結構中幾乎沒有化學交聯，其分子基本上呈線性，但存在一定程度的物理交換。
物理交換的概念最早由Schollenberge CS於1958年提出，是指線性聚氨酯分子鏈之間熱溶或可逆溶解於溶劑的“連接點”。 它實際上不是化學交聯，但起到了化學交聯的作用。 由於這種物理交換的作用，聚氨酯形成了多相形態理論，聚氨酯的氫鍵增強了它的形態，使其更能抵抗更高的濕度。
分類 TPU
現在我們知道了 TPU 那麼它的分類有哪些呢？根據不同的分類標準， TPU 材料可以有許多不同的分類。
例如，按軟鏈段結構可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型，分別含有酯基、醚基或丁烯基。 根據硬鏈段結構可分為氨基甲酸酯型和氨基甲酸酯脲型，分別由二醇擴鏈劑或二胺擴鏈劑得到。 常用的分類分為聚酯型和聚醚型。
根據是否有交聯可分為純熱塑性和半熱塑性。 前者是純線性結構，無交聯鍵，後者含有少量交聯鍵，如氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯。 按成品用途可分為異型件（各種機械零件）、管材（護套、棒型材）、薄膜（片材、薄板），還有膠粘劑、塗料、纖維等。
如何 TPU 合成
TPU，從分子結構上看，屬於聚氨酯。 那麼它是如何合成的呢？
根據合成工藝不同，主要分為本體聚合和溶液聚合。
在本體聚合中，根據是否有預反應又可分為預聚合和一步法。
- 預聚是將二異氰酸酯與高分子量二醇反應一定時間，然後加入擴鏈劑生成 TPU.
- 一步法將高分子量二醇、二異氰酸酯和擴鏈劑混合在一起反應生成 TPU.
溶液聚合是將二異氰酸酯溶解在溶劑中，加入高分子量二醇反應一定時間，最後加入擴鏈劑生成 TPU.
類型 TPU 軟鏈段、分子量、硬鏈段或軟鏈段的含量，以及 TPU 聚集狀態會影響密度 TPU，大約在1.10和1.25之間，與其他橡膠和塑料沒有顯著差異。
相同硬度下，聚醚的密度 TPU 低於滌綸 TPU.
如何 TPU 材料加工
TPU 材料經過各種方法加工，合成後形成最終產品 TPU particles.The主要方法用於 TPU 加工有熔融加工和溶液加工。
熔融加工是塑料工業中常用的工藝：如混合、壓延、擠出、吹塑和成型（包括注射、壓縮、傳遞和離心成型）。 溶液處理包括將顆粒溶解在溶劑中或直接將它們聚合在溶劑中以形成溶液，然後對其進行塗覆或紡絲。
TPU 不需要硫化交聯反應生產最終產品，可縮短生產週期，廢料可回收再利用。
的表演 TPU 材料
一種材料因為性能優異而被廣泛使用， TPU 也不例外。 像澆鑄聚氨酯（液體）和共混聚氨酯（固體）一樣， TPU 具有高模量、高強度、高伸長率、高彈性、優異的耐磨性、耐油性、耐低溫性、耐老化性。 其中，抗拉強度高、延伸率大、長期壓縮永久變形率低是其顯著優勢。 TPU.
的機械性能 TPU 將主要從抗拉強度、伸長率、回彈性、硬度等方面進行說明。
1.抗拉強度高，延伸率大
TPU 具有優良的抗拉強度和伸長率。 從下圖的數據可以看出，聚醚的拉伸強度和伸長率 TPU 遠遠優於 PVC 塑料和橡膠。
此外， TPU 可以滿足食品工業在加工過程中不添加或添加很少的添加劑的要求，這是其他材料難以做到的，例如 PVC 和橡膠來實現。
2.回彈性對溫度非常敏感
的彈性 TPU 是指變形應力釋放後迅速恢復到原來狀態的程度，用恢復能表示，即變形回彈功與產生變形所需功的比值。 它是彈性體的動態模量和內摩擦的函數，對溫度非常敏感。
的軟段 TPU 分別為PTMG、PCL和PBA，相對分子質量分別為1000和2000； 硬鏈段為MDI-BDO，硬鏈段含量分別為48.2%（PCL-1250為42.7%）和31.7%，r0=1.05預聚物合成。
正如預期的那樣，彈性隨著溫度的降低而降低，直到一定溫度，然後彈性迅速增加。 該溫度為軟鏈段結晶溫度，由大分子二醇的結構決定，聚醚較低 TPU 比聚酯 TPU. 在低於結晶溫度的溫度下，彈性體變得非常堅硬並失去彈性，因此回彈性類似於從堅硬的金屬表面回彈。
3.硬度範圍為邵氏A60~D80
硬度是材料抵抗變形、划痕和磨損能力的指標。
TPU 硬度通常使用邵氏 A 和邵氏 D 硬度計測量，邵氏 A 用於較軟的 TPU Shore D 硬度更高 TPU.
因為硬度 TPU 可以通過調整軟硬段的比例來調整， TPU 硬度範圍比較寬，硬度範圍為邵氏A60~D80，橫跨橡膠和塑料的硬度，在整個硬度範圍內都具有高彈性。
隨著硬度的變化，一些特性 TPU 將改變。 例如，增加硬度 TPU 將導致拉伸模量和撕裂強度增加、剛度和壓應力（負載能力）增加、斷裂伸長率降低、密度和動態生熱增加以及耐環境性增加。
指某東西的用途 TPU
1958年，美國古德里奇化學公司（現更名為路博潤）首先註冊了 TPU 品牌名稱 Estane，從那時起，超過 20 個品牌名稱 TPU 在過去的 40 年中在世界範圍內出現，每個品牌都有多個系列的產品。 作為高性能彈性體， TPU 下游產品應用廣泛，廣泛應用於日用品、運動器材、玩具、裝飾材料等領域。 這裡有一些例子：
1.鞋類
TPU 主要由於其優異的彈性和耐磨性而被用於鞋類。 鞋類產品含有 TPU 比普通鞋類產品穿著舒適得多，因此在高檔鞋類產品中的應用更為廣泛，尤其是在一些運動休閒鞋中。
2.軟管
TPU 軟管以其柔韌性好、抗拉強度好、耐衝擊、耐高低溫等特點，在我國被廣泛用作飛機、坦克、汽車、摩托車、機床和其他機械設備的氣、油軟管。
3.電纜
TPU 提供抗撕裂、耐磨和彎曲特性，耐高低溫是電纜性能的關鍵因素。 因此，在中國市場， TPU 用於控制電纜、電力電纜等高端電纜，保護複雜電纜設計的包覆材料，其用途日益廣泛。
4.醫療設備
TPU 是一種安全、穩定、優質的 PVC 替代材料不含鄰苯二甲酸鹽等有害化學物質，轉移到醫療導管或醫療袋中的血液或其他液體時不會產生副作用。 專門開發的擠出級和注塑級 TPU 可以很容易地與現有的使用 PVC 裝備略有調整。
