當材料在使用過程中經常受摩擦、刮磨、研挫等機械作用,會引起其表面逐步磨損,因此材料的選擇磨耗性顯得非常重要。TPU塑膠原料耐磨性能優異,較天然橡膠耐磨五倍以上,是耐磨制品優先的材料之一。TPU的拉伸強度高達70MPa 斷裂伸長率可高達1000%。彈性體在應用時由于產生裂口擴大而使之破壞稱為撕裂,撕裂強度就是材料抵抗撕裂作用的能力;一般而言TPU具有較高的抗撕裂能力,撕裂強度與一些常用的橡塑膠比較是非常優異的。很多塑膠材料在重復的周期性應力作用下容易產生斷裂,TPU制品在不同環境下都可以保持較好的耐屈折特性,為高分子材料中比較好選擇之一。聚氨酯(簡稱PUR和PU)是由氨基甲酸酯連接的有機單元組成的聚合物。路博潤TPU

從硬度來看TPU的優缺點。首先硬度是材料抵抗變形、刻痕和劃傷能力的一種指標。TPU硬度通常用邵爾A型和邵爾D型硬度計測定,邵爾A用于較軟的TPU,邵爾D用于較硬的TPU。由于嵌段共聚物TPU性質決定了它的范圍很寬,在邵爾A60至邵爾D80之間,跨越了橡膠和塑料的硬度。TPU的硬度與許多性能有關,隨硬度的增加,TPU的如下性能發生變化。拉伸模量和撕裂強度增加,剛性和壓縮應力(負荷能力)增加,伸長率降低,密度和動態生熱增加,耐環境性能增加。壓縮模量是在彈性限度內壓縮應力與壓縮應變之比,理論上等于拉伸應力-應變的彈性模量,即楊氏模量。TPU的壓縮模量決定于它的硬度,硬度越高壓縮模量亦越高。路博潤TPU除了汽車領域中的電纜,在風電等新能源發電領域中所用到的電纜保護套也是TPU的重要市場。

由于熱塑性聚氨酯具有優異的耐磨性、較高的拉伸強度和伸長率,同時兼具低溫柔韌性,以及硬度范圍廣、承載能力大等性能,應用范圍十分***,如汽車車體外部配件、電纜護套、工業膠管、齒輪、密封件、膠帶、滑雪鞋和各種膠輪等。但是,由于TPU生產成本高、加工性能不如聚烯烴等,從而限制了它的進一步推廣應用。因此,人們正在通過各種努力,在TPU中摻加與之相容的廉價聚合物,制成聚合物“合金”,從而達到降低成本、改善某些特殊性能的目的。熱塑性聚氨酯硬度范圍從邵氏A80至邵氏D74、彈性模量在10~1000MPa范圍,一般的TPU樹脂還不能滿足工程制件。人們發現,用玻璃纖維增強材料,可以明顯提高TPU材料的力學性能。TPU用玻璃纖維增強后,力學性能如彎曲模量、拉伸強度大幅度提高,彈性模量高達5000MPa,耐熱性能明顯改善,熱膨脹系數為(1.5~3.5)×10-6/K,與金屬相近。增強TPU在沖擊性能方面有巨大優勢,彈性模量低于2500MPa的增強TPU受沖擊時不發生斷裂,是汽車車身大型制件所需的重要材料。
TPU的合成方法按有無溶劑可分為兩類:無溶劑的本體聚合法和有溶劑的溶液聚合法。本體聚合按反應步驟又可分為一步法和預聚體法。一步法是將低聚物二元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑同時混合生成。一步法工藝簡單,操作方便,但其反應熱難以排除,易產生副反應。用一步法合成了聚酯型熱塑性聚氨酯彈性體,首先在反應器中稱取配方量的聚酯多元醇和擴鏈劑,丁二醇,升溫至120℃真空脫水。迅速加入已預熱的快速攪拌均勻,倒入已預熱的容器中,于120℃真空焙烘,再降溫至100℃烘得淺黃色半透明聚氨酯產物,之后在平板壓機上壓制成試片,制備的TPU具有較高的力學性能和阻尼性能。聚氨酯熱塑性彈性體突出的特點是耐磨性優異、耐臭氧性極好、硬度大、強度高、彈性好、耐低溫,有良好的耐油、耐化學藥品和耐環境性能,在潮濕環境中聚醚型酯水解穩定性遠超過聚酯型。TPU線纜在地理勘探電纜中可應用于地震檢波器線纜,油田勘探線纜,陸地/海洋勘探線纜。

TPU有很多優點,例如:硬度范圍廣、機械強度高、耐寒性突出、加工性能好、耐油耐水耐霉菌等。但是它也存在著一些缺點,首先TPU的內生熱大,耐高溫性能一般。正常使用溫度范圍是-40~120℃使用。若需在高頻振蕩條件或高溫條件下長期作用,則必須在結構設計或配方上采取相應改性措施。其次,TPU不耐強極性溶劑和強酸堿介質。在一定溫度下,醇、酸、酮會使聚氨酯彈性體溶脹和降解,氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶劑在常溫下就會使聚氨酯彈性體溶脹。TPU目前在更深入的探索智能穿戴、醫療設備等高科技領域的應用。路博潤TPU
TPU是一種新型環保材料,安全無毒無危害,可回收再生利用,其應用范圍廣泛。路博潤TPU
TPU的彈性模量和定伸應力:彈性模量是指材料在比例限度內,張應力與相應的應變之比,即楊氏模量。表中所示的就是TPU的彈性模量,100%定伸應力和300%定伸應力。此表格選擇了兩種不同配方下制成的TPU,以及不同硬段含量下的數據。可見彈性模量和定伸模量都隨硬段含量的增加而增加。結果很顯然,硬段增加,模量也會隨之上升(材料會變“硬” )從微觀角度解釋的話,硬段含量增加,形成硬段相的球晶體積分數增加,分散在軟段基料上的硬段分散微區逐漸連通而接近連續相,從而提高了模量。路博潤TPU