什么是熱塑性聚氨酯彈性體？
聚氨酯彈性體是聚氨酯合成材料中的一個(gè)品種（其它品種是指聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯粘合劑、聚氨酯涂料和聚氨酯纖維 ）， 而熱塑性聚氨酯彈性體又是聚氨酯彈性體的三大類型中的一種 ，人們習(xí)慣稱它為T(mén)PU （另外兩大類聚氨酯彈性體分別是澆注型聚氨酯彈性體簡(jiǎn)稱CPU和混煉型聚氨酯彈性體簡(jiǎn)稱ＭPU）。
TPU是一類加熱可以塑化、溶劑可以溶解的聚氨酯彈性體，與CPU和MPU相比較，TPU在化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒(méi)有或很少有化學(xué)交聯(lián) ，其分子鏈基本上是線性的，然而卻存在一定量的物理交聯(lián)，這就是下面要介紹的在結(jié)構(gòu)上很有特點(diǎn)的熱塑性聚氨酯彈性體。
TPU的結(jié)構(gòu)與分類
熱塑性聚氨酯彈性體是一種 （AB）型嵌段線性聚合物，Ａ代表高分子量的聚合物多元醇 聚（ 酯或聚醚，分子量為1000～6000），稱為長(zhǎng)鏈；Ｂ代表含2～12個(gè)直鏈碳原子二醇，稱為短鏈。
在熱塑性聚氨酯彈性體的結(jié)構(gòu)中，Ａ鏈段被稱為軟鏈段，具有柔韌與軟的特性，使TPU具有延伸性；Ｂ鏈段與異氰酸酯反應(yīng)生成的氨酯鏈被稱為硬鏈段，具有剛性和硬的性質(zhì)，人們通過(guò)調(diào)整Ａ、Ｂ鏈段的比例，制成具有不同物理和力學(xué)性能的TPU制品。
按軟段結(jié)構(gòu)可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型，它們分別含有酯基、醚基或丁烯基。按硬段結(jié)構(gòu)分為氨酯型和氨酯脲型，它們分別由二醇擴(kuò)鏈劑或二胺擴(kuò)鏈劑獲得。普遍常見(jiàn)的劃分是分為聚酯型和聚醚型。
TPU合成原料有哪些？
(1) 聚合物二元醇
分子量在500～4000范圍內(nèi)，具有雙官能團(tuán)的大分子二醇，它在TPU彈性體中的含量為50％～80％，對(duì)TPU的物理和化學(xué)性能起決定性作用。
適合TPU彈性體的聚合物二元醇有聚酯和聚醚兩類：聚酯類的有聚四亞甲基己二酸酯二醇（PBA）、聚ε一己內(nèi)酯二醇（PCL）、聚六亞甲基碳酸酯二醇 （PHC）；聚醚類的有聚氧化丙烯醚二醇（PPG）、四氫呋喃均聚醚二醇（PTMG）等。
(2) 二異氰酸酯
分子量較小但功能突出，既起到連接軟段和硬段的作用，又賦予TPU各種良好的物理力學(xué)性能，適用于TPU的二異氰酸酯有：二苯基甲烷二異氰酸酯（ＭDI）、亞甲基一雙（一４一環(huán)己基異氰酸酯）（HMDI）、對(duì)苯基二異氰酸酯（PPDI）、１,５一萘二異氰酸酯（ＮDI）、對(duì)苯基二甲基二異氰酸酯 （PXDI）等。
(3) 擴(kuò)鏈劑
分子量為 100～350，屬于小分子二元醇，分子量小，開(kāi)鏈結(jié)構(gòu)又無(wú)取代基團(tuán)的擴(kuò)鏈劑有利于TPU獲得高硬度和高標(biāo)量。適用于TPU的擴(kuò)鏈劑有：１,４丁二醇（BDO）、１,４一雙（2一羥乙氧基）苯（HQEE）、１,４一環(huán)己烷二甲醇 （CHDM）、對(duì)一苯基二甲基二醇 （PXG）等。
TPU作為增韌劑的改性應(yīng)用
為了降低產(chǎn)品成本和獲得額外性能，聚氨酯熱塑性彈性體作為常用增韌劑可用于增韌多種熱塑性塑料及改性橡膠材料。
由于聚氨酯是一種高極性聚合物，故能與極性的樹(shù)脂或橡膠相容：如與氯化聚乙烯(CPE)并用可制作醫(yī)用產(chǎn)品；與ABS共混可代替工程熱塑性塑料使用；與聚碳酸酯(PC)并用，有耐油、耐燃油、抗沖擊等性能，可用來(lái)制作汽車本體；與聚酯并用可提高其堅(jiān)韌性能；另外能與聚氯乙烯、聚甲醛(POM)或聚偏氯乙烯良好相容；聚酯聚氨酯可與l5%丁腈橡膠或與40%丁腈膠／聚氯乙烯共混膠良好相容；聚醚聚氨酯也能與40%丁腈膠／聚氯乙烯共混膠良好相容；另還可與丙烯腈一苯乙烯(SAN)共聚物共容；與反應(yīng)性聚硅氧烷能形成互穿網(wǎng)絡(luò)(IPN)結(jié)構(gòu)等。絕大多數(shù)上述共混膠已有正式產(chǎn)品問(wèn)世。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)TPU對(duì)POM的增韌研究日益增多，TPU與POM的共混一方面POM改善了TPU的耐高溫性能和力學(xué)性能，另一方面，TPU對(duì)POM起到了顯著的增韌作用，有研究學(xué)者證明拉伸斷裂試驗(yàn)中相對(duì)于POM基體而言，加入TPU 的POM合金由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變。TPU 的加入還賦予了POM 的形狀記憶性能，POM的結(jié)晶區(qū)作為形狀記憶合金的固定相，無(wú)定形TPU 及POM的非晶區(qū)作為可逆相，當(dāng)回復(fù)響應(yīng)溫度為165℃，回復(fù)時(shí)間為120 s 時(shí)，該合金的回復(fù)率達(dá)到95% 以上，回復(fù)效果最佳。
TPU與聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡膠、丁二烯膠、異戊膠或廢橡膠粉等非極性聚合物材料難以相容，不能制得性能良好的復(fù)合材料。故對(duì)于后者經(jīng)常采用諸如等離子體、電暈、濕化學(xué)、底涂膠、火焰或反應(yīng)性氣體等的表面處理方法。如美國(guó)空氣制品和化學(xué)品公司對(duì)分子量3～5百萬(wàn)的超高分子量聚乙烯細(xì)粉，進(jìn)行F2／O2活性氣體表面處理，且以10%配比添加于聚氨酯彈性體中，可顯著提高其彎曲模量、拉仲?gòu)?qiáng)度和耐磨性能。且對(duì)上述長(zhǎng)6～35mm定向伸長(zhǎng)短纖維也進(jìn)行F2／O2活性氣體表面處理，可提高該復(fù)合材料的剛度和撕裂韌性。
TPU應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
1958年美國(guó)Goodrich化學(xué)公司（現(xiàn)在更名為路博潤(rùn)）首次登記了TPU商品牌號(hào)Estane，之后40年來(lái)全世界有20余個(gè)商品牌號(hào)問(wèn)世，每一個(gè)牌號(hào)有幾個(gè)系列產(chǎn)品。目前全球生產(chǎn)TPU原料廠家主要有：巴斯夫、科思創(chuàng)、路博潤(rùn)、亨斯邁、麥金沙、高鼎等等。
作為性能優(yōu)良的彈性體，TPU的下游產(chǎn)品方向非常廣泛，在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，下面舉幾個(gè)例子。
①鞋材 TPU用于鞋材主要由于其優(yōu)良的彈性和耐磨性。含TPU的鞋類產(chǎn)品穿著舒適度方面比普通鞋類產(chǎn)品優(yōu)越得多，因此，在高檔鞋類產(chǎn)品中較為廣泛，尤其是一些運(yùn)動(dòng)鞋，休閑鞋。
②軟管 由于TPU軟管具有柔軟，良好的抗張強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度 耐高低溫性，所以在中國(guó)TPU軟管被廣泛用作飛機(jī)、坦克、汽車、摩托車、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備等的輸氣、輸油軟管。
③線纜 TPU提供了耐撕裂、耐磨與彎曲特征，耐高低溫性更是電纜性能的關(guān)鍵。所以在中國(guó)市場(chǎng)上，高等電纜如控制電纜與電力電纜用TPU，用來(lái)保護(hù)設(shè)計(jì)復(fù)雜電纜的被覆材料，用途也日益廣泛。
④醫(yī)療器械 TPU是一種安全、穩(wěn)固、優(yōu)質(zhì)的PVC替代材料，不會(huì)有鄰苯二甲酸酯等化學(xué)有害物質(zhì)，遷移到醫(yī)療導(dǎo)管或醫(yī)療袋內(nèi)的血液或其他液體中產(chǎn)生副作用，并且專門(mén)開(kāi)發(fā)的擠出級(jí)和注塑級(jí)TPU，只需在現(xiàn)有PVC設(shè)備稍作調(diào)試便可輕松使用。
⑤汽車等交通工具 用尼龍織物兩面擠塑涂復(fù)上聚氨酯熱塑性彈性體，可制作乘載3～15人的充氣作戰(zhàn)攻擊筏和偵察筏，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于硫化橡膠充氣筏；用玻璃纖維增強(qiáng)的聚氨酯熱塑性彈性體可用來(lái)制作汽車本身兩側(cè)模制件、車門(mén)外皮、保險(xiǎn)杠、防擦條和隔柵等本體部件。
東莞廣思遠(yuǎn)聚氨酯材料有限公司
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東莞市廣思遠(yuǎn)聚氨酯材料有限公司成立于2009年，深耕于聚氨酯原料的細(xì)分行業(yè)—胺催化劑；研發(fā)并復(fù)配生產(chǎn)各類型胺催化劑，適用于海綿、模塑、高回彈、自結(jié)皮、PU玩具及各種硬泡和半硬泡等終端產(chǎn)品。
主營(yíng)產(chǎn)品：海綿抗黃變劑; 美利肯色精; 軟泡硅油; 軟硬泡胺催化劑; 抗氧劑; 抗靜電劑; 開(kāi)孔劑; 阻燃劑; 海綿色漿; 防霉劑; 錫催化劑; 改性MDI; 聚氨酯助劑; 紫外線吸收劑; 光穩(wěn)定劑
熱門(mén)產(chǎn)品：亨斯邁DMDEE，DMAEE，BDMAEE，ZR-50，ZR-70，DPA，TAP，ZF10，ZF11，Z131，LE15，LE530，LE103，LE310，DMP，PC-5，PC-8，PC41，PC77 ：A1，A33，33LV，SMP，KE9727，CS90，DM70，A300，A400，C225，RP205，RP208