tpu

TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。主要分為有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范圍寬（60HA-85HD）、耐磨、耐油，透明，彈性好，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，無(wú)鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來(lái)越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。

所謂彈性體是指玻璃化溫度低于室溫度,斷裂伸長(zhǎng)率>50%,外力撤除后復(fù)原性比較好的高分子材料。聚氨酯彈性體是彈性體中比較特殊的一大類，聚氨酯彈性體的硬度范圍很寬，性能范圍很寬，所以聚氨酯彈性體是介于橡膠和塑料的一類高分子材料。

可加熱塑化，化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒(méi)有或很少交聯(lián)，其分子基本是線性的，然而卻存在一定的物理交聯(lián)。這類聚氨酯稱為TPU。

中文名

熱塑性聚氨酯彈性體橡膠

外文名

Thermoplastic polyurethanes

簡(jiǎn)稱

TPU

主要成分

有聚酯型和聚醚型

特點(diǎn)

硬度范圍寬、耐磨、耐油，透明

應(yīng)用領(lǐng)域

日用品、體育用品、玩具

特性

TPU的主要特性有：

硬度范圍廣：通過(guò)改變TPU各反應(yīng)組分的配比，可以得到不同硬度的產(chǎn)品，而且隨著硬度的增加，其產(chǎn)品仍保持良好的彈性和耐磨性。

機(jī)械強(qiáng)度高：TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出。

耐寒性突出：TPU的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度比較低，在零下35度仍保持良好的彈性、柔順性和其他物理性能。

加工性能好：TPU可采用常見的熱塑性材料的加工方法進(jìn)行加工，如注塑、擠出、壓延等等。同時(shí)，TPU與某些高分子材料共同加工能夠得到性能互補(bǔ)的聚合物合金。

耐油、耐水、耐霉菌。

再生利用性好。

TPU作為彈性體是介于橡膠和塑料之間的一種材料，這從它的剛性看出來(lái)，TPU的剛性可由彈性模量來(lái)度量。橡膠的彈性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料（尼龍，ABS，PC，POM）在1000~10000Mpa。TPU的硬度范圍相當(dāng)寬，從Shore A 60~Shore D 80并且在整個(gè)硬度范圍內(nèi)具有高彈性；TPU在很寬的溫度范圍內(nèi)-40~120℃，具有柔性，而不需要增塑劑；TPU對(duì)油類（礦物油，動(dòng)植物油脂和潤(rùn)滑油）和許多溶劑有良好的抵抗能力；TPU還有良好的耐天候性，極優(yōu)的耐高能射線性能。眾所周知的耐磨性，抗撕裂性，屈擾強(qiáng)度都是優(yōu)良的；拉伸強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率大，長(zhǎng)期壓縮永久變形率低等都是TPU的顯著優(yōu)點(diǎn)。

這里介紹的TPU性能包括三個(gè)方面：力學(xué)性能，物理性能和環(huán)境性能。

1.力學(xué)性能：TPU彈性體的力學(xué)性能主要包括：硬度，拉伸強(qiáng)度，壓縮性能，撕裂強(qiáng)度，回彈性和耐磨性能，耐屈擾性等，而TPU彈性塑料的力學(xué)性能，除這些性能外，還有較高剪切強(qiáng)度和沖擊功等。

（a）硬度：硬度是材料抵抗變形，刻痕和劃傷的能力的一種指標(biāo)。TPU硬度通常用邵爾A（Shore A）和邵爾D（shore D）硬度計(jì)測(cè)定，邵爾A用于比較軟的TPU，邵爾D用于較硬的TPU。硬度主要由TPU結(jié)構(gòu)中的硬段含量來(lái)決定，硬段含量越高，TPU的硬度就會(huì)隨之上升。硬度上升后，TPU的其他性能也會(huì)發(fā)生改變，拉伸模量和撕裂強(qiáng)度增加，剛性和壓縮應(yīng)力（負(fù)荷能力）增加，伸長(zhǎng)率降低，密度和動(dòng)態(tài)生熱增加，耐環(huán)境性能增加。TPU的硬度與溫度存在一定關(guān)系。從室溫冷卻降溫至突變溫度（-4~-12℃），硬度無(wú)明顯變化；在突變溫度下，TPU硬度突然增加而變得很硬并失去彈性，這是由于軟段結(jié)晶作用的結(jié)果。

（b）硬度與定伸應(yīng)力和伸長(zhǎng)率的關(guān)系以及硬度與撕裂強(qiáng)度的關(guān)系。隨著TPU硬度的增加，100%定伸應(yīng)力和300%定伸應(yīng)力迅速增加，伸長(zhǎng)率下降。這主要是由于硬段含量增加的結(jié)果：硬段含量高，其所形成硬段相越易形成次晶或結(jié)晶結(jié)構(gòu)增加了物理交聯(lián)的數(shù)量而限制材料變形。若使材料變形必須提高應(yīng)力，從而提高了定伸應(yīng)力，同時(shí)伸長(zhǎng)率下降。TPU硬度與撕裂強(qiáng)度的關(guān)系，隨硬度增加，撕裂強(qiáng)度迅速增加，其理由亦與模量的解釋相同。

TPU的配方和性能可進(jìn)行非常多種類的排列組合。但是在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)配方和工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，卻會(huì)因?yàn)樵牧希ǘ嘣己投喈惽杷狨ヒ约皵U(kuò)鏈劑）相互的限制，從而使真正可用于很高端的應(yīng)用的研發(fā)還是非常的困難。

用途

各種TPU成型品的用途:

汽車部件

球型聯(lián)軸節(jié)；防塵蓋；踏板剎車器；門鎖撞針；襯套

板簧襯套；軸承；防震部件；內(nèi)外裝飾件；防滑鏈等

機(jī)械·工業(yè)用部件

各種齒輪；密封件（主要起耐磨和耐油作用）；防震部件；取模針；襯套；軸承

蓋類；連接器；橡膠篩；印刷膠輥等

服飾輔料

女士文胸肩帶、服裝松緊帶等。

鞋類

壘球鞋、棒球鞋、高爾夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌

女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴，高檔鞋底等

其他

自位輪；把手；表帶等

管材·軟管

高壓管；醫(yī)療管；油壓管；氣壓管；燃料管；涂敷管

輸送管；消防水帶等

薄膜·板材

轉(zhuǎn)動(dòng)帶（具有一定的拉伸作用）；氣墊；膜片；鍵盤板；復(fù)合布等

電線·電纜

電力通信電纜；計(jì)算機(jī)配線；汽車配線；勘探電纜等

其他

各種環(huán)形管線；圓形帶；V型帶；同步帶；防滑帶等

壓延

軟體槽、罐類；薄膜復(fù)合片材箱包面料等

吹塑

各種車輛用箱類；各種容器類

吹膜

超薄、寬幅薄膜（醫(yī)療、衛(wèi)生用品）

溶液

熔接料；粘接劑；人造革、合成革、繩、鐵絲、手套等涂層

油墨連接料：具有耐磨性好、高韌性、抗回粘性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

主要優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)異的附著力；低粘度；良好的耐曲撓性；優(yōu)異的耐磨性；高光澤度；耐候性能優(yōu)。

溶劑體系：酮類溶劑

應(yīng)用：各類鞋材油墨，絲印油墨，涂層色漿等。

TPU為熱塑性聚氨酯，有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范圍寬（60A-85D）、耐磨、耐油，透明，彈性好，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，無(wú)鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來(lái)越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。TPU品牌牌號(hào)眾多，質(zhì)量參差不齊，選擇TPU時(shí)最好經(jīng)過(guò)詳細(xì)的評(píng)估論證，否則不能得到性價(jià)比最優(yōu)的結(jié)果。[1]

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