尽管热塑性聚氨酯(TPU)在许多方面具有优异的性能和广泛的应用,但也存在一些缺点和局限性。以下是一些常见的TPU缺点:1.吸水性:TPU由于含有酯基,具有较高的吸水性,尤其是聚醚型TPU。吸水后会导致材料性能下降,如拉伸强度和伸长率减小,加工时易产生气泡,需要进行除湿处理。2.氧化稳定性:TPU对氧化稳定性较差,易受氧气、紫外线和热氧化等环境因素的影响,导致材料老化和性能下降。3.温度敏感性:TPU的性能受温度影响较大,低温下易变脆,高温下易软化,影响其力学性能和稳定性。4.溶剂敏感性:TPU对一些有机溶剂敏感,容易发生溶解或膨胀,限制了其在某些特定环境下的应用。5.成本较高:相对于一些传统塑料材料,TPU的生产成本较高,这可能限制了其在一些大规模应用中的使用。6.强度和硬度限制:尽管TPU具有良好的弹性和柔软性,但在一些强度、硬度要一定求的应用中可能存在限制。尽管存在这些缺点,但TPU仍然是一种广泛应用的材料,由于其独特的性能优势,如优异的耐磨性、耐疲劳性、柔软性和弹性等,使其在鞋材、服装、汽车零部件、医疗器械等领域得到广泛应用。随着技术的不断进步和改进,可以预期TPU的缺点会逐渐得到克服和改善,使其更加适用于各种应用场景。TPU的弹性体特性使其能够增加产品使用的适配性。山东高性能TPU粒子
TPU 是一种绿色环保的新型高性能弹性体材料,属于聚氨酯弹性体的一种,兼具橡胶与塑料的性能,与其它类型橡胶及塑料相比具有能耗低、污染小等亮眼优点,能有效替代 PVC、橡胶、EVA、硅胶等传统材料。TPU 可以采用多种常规的塑料加工方法成型,如注塑、挤出、流延、压延、吹塑等,废弃后可重复加工利用,且在堆肥状态下能够自动降解,对环境不造成任何污染。符合循环经济和可持续发展的要求,是未来新材料的主要发展方向之一,市场容量巨大。山东高性能TPU粒子TPU软管是TPU管材的主要形式。
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。
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。在改性应用中,聚氨酯热塑性弹性体作为常用增韧剂可用于增韧多种热塑性塑料及改性橡胶材料。
TPU加工工艺有熔融法和溶液法。熔融加工是塑料工业常用的工艺:如混炼、压延、挤出、吹塑和模塑(包括注射、压缩、传递和离心等),溶液加工是粒料溶于溶剂或直接在溶剂中聚合而制成溶液再进行涂覆、纺丝等。TPU制成成熟的产品,一般不需要进行硫化交联反应,可以缩短生产周期.废弃物料能够回收重新加以利用。TPU可以使用助剂和某些填料,以便改善某些物理性能、加工性能,或是降低成本,并可在合成过程中加入。TPU可以制成透明、浅色和纯度很高的制品,以满足要求美观或要求无毒副作用的食品和医疗行业。路博润新一代阻燃型TPU可提供卤素型和无卤型两类。 无卤产品可以有效取代电线和电缆使用的PVC。安徽聚酯型TPU原料
脂肪族TPU耐候性较好,不易黄变。山东高性能TPU粒子
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。山东高性能TPU粒子
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常见的TPU又分两种类型:聚醚型和聚酯型。根据产品应用的不同要求,需要选用不同类型的TPU,比如耐水解性要求比较高的话,聚醚型TPU比聚酯型TPU要更合适。TPU也是一样有软链段和硬链段,而聚醚型TPU和聚酯型TPU的区别就在于软链段的不同,我们可以从原料上看一下区别。聚醚型TPU:4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)、1、4-丁二醇(BDO),其中MDI的用量约在40%左右,PTMEG约占40%,BDO约占20%。聚酯型TPU:4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1、4-丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI的用量约在40%,AA约占35%,BDO约...