由于它基本上是线型结构聚合物,可采用与热塑性塑料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,操作方便,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弹性体,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。
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、产品品质稳定,适合大规模生产。它生产的可用于涂料、弹性体和黏合剂等方面。
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弹性体的定伸应力和耐溶剂性能,降低形变。
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。
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,对弹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。
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更新时间:2020-08-19 06:55:45