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热塑性弹性体因其良好的设计和制造灵活性成为市场上应用范围很高的塑料之一。热塑性弹性体结合热塑性塑料的加工优势和弹性体的性能特性,能用相对容易使用热塑性方法(如挤出和注射成型)进行加工,无需使用耗时的橡胶加工方法,尤其是硫化分子结构的性质赋予热塑性弹性体更高弹性。所有热塑性弹性体都由结晶域和非晶域组成的。它们可以是结晶和无定形聚合物的物理共混物或合金,也可以是嵌段共聚物,是聚合物链中结晶域和非晶域块的化学混合物。在热塑性弹性体和共混物的情况下,硬链段负责产品的塑性特性,包括易加工性和耐高温性以及材料特性,例如撕裂和拉伸强度或耐化学性。附着力也是由这些特性决定的。软链段负责弹性或弹性特性。它们决定了材料特性,例如硬度和柔韧性等。TPU具有良好的耐化学性,可以抵抗许多化学物质的侵蚀。上海Lubrizol TPU购买
TPU一开始由德国拜耳公司于1958年研制成功。随后,TPU生产技术从日本传入中国台湾。中国大陆从20世纪80年代开始接触TPU生产技术,但一直未实现研发与工艺上的突破。大陆地区从上世纪七八十年代通过“七五攻关”,初步掌握了TPU双螺杆法连续生产合成技术,但是由于TPU生产技术门槛高,特别是设备要求和生产管理水平要求高。所以大陆的生产一直在低水平徘徊,研究也没取得太大的进展,研发和生产水平一直落后于外资企业和台资企业。90年代以后,随着市场对TPU材料的需求增长,在欧、美、台资企业进入大陆后,大陆一些企业开始进行TPU的生产、销售。随着各大中国台湾企业的登陆,大陆的TPU生产才得到了大力的发展。上海TPU材料TPU具有较好的防水性能,可以防止水分进入充电线缆内部,保护导线和电气部件免受湿气的影响。
由于TPU是一种弹性塑料,具有优异的耐磨性、柔韧性和耐化学药品性,芳香族TPU基本继承了这些性能,但其缺点也同样明显,即在经过紫外线(UV)的照射后会形成黄变。而脂肪族TPU的出现,基本解决了这一问题,相当于芳香族TPU的2.0版本,其在清晰度、光稳定性和耐黄变性等上都有所提升。相关研究表面,在紫外线照射1000hh后,芳香族TPU的黄变指数超过40,而脂肪族TPU在经过1500h照射后,黄变指数仍低于10。在应用领域上,芳香族TPU应用于软质泡沫、鞋底、船舶部件、合成革和建材等领域较多;而脂肪族TPU主要应用于航空、光学镜片、医疗和LED配件等领域。近几年,行业内一直在尝试降低TPU的碳足迹并减少其对环境造成的影响,循环利用是较为被推崇的方式之一。某运动品牌推出了环保跑鞋FUTURECRAFT.LOOP,该款跑鞋的针织鞋面、中底、外底、鞋带全部采用同一种回收材料TPU加工制造,甚至连制造鞋子需要用到的胶水和粘合剂都被弃用,而只是单纯地通过热量将鞋子粘合。据了解,这款100%由TPU单一材料之称的跑鞋,可在其生命周期结束后被重新利用,制成新鞋。
热塑性聚氨酯是一种性质独特的多功能弹性体,它是一种嵌段线性共聚物,由软硬交替的链段序列组成。其适应性来自化学结构中的软硬链段。可以通过调整软硬链段的比例以实现各种硬度。软硬链段的比例越高,热塑性聚氨酯就越坚硬。硬链段为异氰酸酯,并可被分类为脂肪族或芳香族,具体取决于异氰酸酯的类型。软链段由反应生成的多元醇组成。除了指定热塑性聚氨酯等级中硬链段和软链段的比例外,异氰酸酯和多元醇的类型也会对热塑性聚氨酯的性质产生影响。TPU的弹性体特性使其能够增加产品使用的适配性。
反应型阻燃改性是指在聚氨酯高分子链结构中通过化学键引入具有阻燃功能元素或化学官能团,使TPU高分子链本身具有阻燃特点。目前,常用的反应型阻燃剂是含有磷、氮等元素的多元醇或者异氰酸酯单元。如以含磷多元醇作为聚合单体制备的本征阻燃TPU。使用磷系阻燃多元醇来改性TPU,磷元素通过聚合反应引入到高分子链中,其作为多元醇结构中的一部分,在燃烧过程中,磷元素会以PO·自由基的形式释放并捕捉高分子基体燃烧生成的自由基,从而猝灭燃烧反应,同时促进基体成碳,达到阻燃的效果。而含氮阻燃剂主要是通过在高温下分解产生而NH3、N2等不燃气体起到阻燃效果。反应型阻燃改性一般具有阻燃作用持久稳定,对材料其他性能影响较小的优势,但改性过程相对复杂,涉及到聚合反应。同时对改性剂的要求也较高,只有部分阻燃元素或官能团能引入TPU分子链中,因此研究及实际应用并不多。另外,反应型阻燃技术的阻燃效率还有待进一步提高。TPU是一类可加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯。Lubrizol TPU价格
TPU薄膜与多种面料复合,可做成具有弹性舒适、结实耐用、防水透湿的多种复合面料。上海Lubrizol TPU购买
TPU具有较好的强度、韧性、耐磨性等性能,使其成为非常适合电线电缆的护套材料。但在充电桩等应用领域则需要更高的阻燃性能。提高TPU阻燃性能的方式一般有2种,一是反应型阻燃改性,即通过化学键合,在合成TPU时引入具有阻燃功能的原料,比如含磷、氮等元素的多元醇或异氰酸酯;二是添加型阻燃剂改性,即以TPU为基材,添加阻燃剂进行熔融混合。反应型改性会改变TPU的结构,但添加型阻燃剂用量较大时,TPU强度下降,加工性能变差,添加少量又达不到需要的阻燃等级,目前尚未见到真正能满足充电桩应用的商品化的此类高阻燃产品。添加无卤阻燃剂是目前制备无卤阻燃TPU普遍的技术路线,一般以磷系、氮系、硅系、硼系阻燃剂复配或者以金属氢氧化物为阻燃剂。由于TPU自身易燃,往往阻燃剂填充量大于30%才能在燃烧时形成稳定的阻燃层。但阻燃剂添加量较大时,阻燃剂在TPU基材中分散不均匀,阻燃TPU力学性能不理想,这也限制了其在软管、薄膜和电缆等领域的应用推广。上海Lubrizol TPU购买
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