東莞市馬云塑化科技有限公司

  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，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(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 。

  TPU的主要特性有：

硬度范圍廣：通過改變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，TPU的剛性可由彈性模量來度量.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。

  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，定伸應(yīng)力和300%定伸應(yīng)力迅速增加，伸長(zhǎng)率下降。這是由于硬度的增加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的應(yīng)用的研發(fā)還是非常的困難。

  各種TPU成型品的用途:

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

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

女士文胸肩帶、服裝松緊帶等。

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，鞋底等

自位輪；把手；表帶等

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

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

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，絲印，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，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(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)好經(jīng)過詳細(xì)的評(píng)估論證，否則不能得到性價(jià)比優(yōu)的結(jié)果。

  特性：具有穩(wěn)定性和易脫模的擠塑品級(jí)。分類：注塑、擠出、吹塑。

用途：工程制品、汽車工程部件；消防水龍帶、軟硬復(fù)合制品；變速桿球柄、滾軸、連軸器、索環(huán)和密封件；電纜套塑、織物涂覆，傳動(dòng)帶、軟管、電纜接頭、軟管接頭、礦山篩網(wǎng)、薄膜和擠出型材；齒輪、護(hù)目鏡框、緩沖器、運(yùn)動(dòng)鞋底和腳輪，吊裙肩帶、表帶等。

   TPU塑膠原料

是由含NCO官能基之MDI 與含OH 官能基之POLYOL、1.4BG，經(jīng)押出混煉而制成，由于彈性好、物性佳、各種機(jī)械強(qiáng)度均優(yōu)，因此，廣用于射出、押出、壓延及溶解成溶液型樹脂等加工方式，為塑膠加工業(yè)者經(jīng)常使用的塑膠材料，其制成產(chǎn)品涵蓋了工業(yè)應(yīng)用和民生必需品的范圍。

熱塑性PU彈性體的用量正持續(xù)地增加中，為塑膠加工業(yè)者低成本、高附加價(jià)值的產(chǎn)業(yè)新契機(jī)。

因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。TPU均能成為PVC之替代品。但TPU所擁有的優(yōu)點(diǎn)，PVC則望塵莫及。TPU不僅擁有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，而且是種成熟的環(huán)保材料。

  特性

當(dāng)材料在使用過程中經(jīng)常受摩擦、刮磨、研挫等機(jī)械作用，會(huì)引起其表面逐步磨損，因此材料的選擇磨耗性顯得非常重要。TPU塑膠原料耐磨性能優(yōu)異，較天然橡膠耐磨五倍以上，是耐磨制品的材料之一。

拉伸強(qiáng)度高達(dá)70MPa ,斷裂伸長(zhǎng)率可高達(dá)1000%。

彈性體在應(yīng)用時(shí)由于產(chǎn)生裂口擴(kuò)大而使之破壞稱為撕裂，撕裂強(qiáng)度就是材料抵抗撕裂作用的能力;一般而言TPU具有較高的抗撕裂能力，撕裂強(qiáng)度與一些常用的橡塑膠比較是非常優(yōu)異的。

很多塑膠材料在重復(fù)的周期性應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生斷裂，TPU制品在不同環(huán)境下都可以保持的耐屈折特性，為高分子材料中選擇之一。

TPU在渾濁下耐水性能是良好的，1～2年內(nèi)不會(huì)發(fā)生明顯水解，尤其以聚醚系列更佳。聚酯系列在50℃的水中浸泡半年或70℃浸泡3周或100℃浸泡3～4天，會(huì)完全分解，這是TPU適合作為環(huán)保材料的原因之一，需經(jīng)常性與水接觸之產(chǎn)品，則建議使用聚醚系列。

一般的塑膠原料長(zhǎng)期在70℃以上的環(huán)境下容易氧化,TPU抗氧化能力良好;一般而言TPU耐溫性可達(dá)120℃。

TPU為一種強(qiáng)極性的高分子材料，和非極性礦物油的親和性很小，在燃料油(如煤油、汽油)和機(jī)械油(如液壓油、機(jī)油、潤(rùn)滑油等)中幾乎不受侵蝕;其中，TPU產(chǎn)品中又以聚酯系列的產(chǎn)品耐油性較佳;TPU薄膜及片材對(duì)于油脂的體積變化很小，抗張強(qiáng)度甚至比原初始值更高;需要注意的是在礦物油中若含有少量的水分時(shí)，會(huì)對(duì)薄膜物性產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響。

TPU有非常好的耐低溫性能，通常能達(dá)到-50℃，可取代一般PVC因低溫脆化而無法應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，特別適合用在寒帶相關(guān)的種類制品。

TPU非常容易利用高周波或是熱壓來熔接，因此廣泛應(yīng)用在充氣制品上。氣體系數(shù)是指在一定溫度和壓力下，氣體透過試樣規(guī)定面積的速率，同一材料對(duì)不同氣體的透過率有時(shí)差異很大。一般來說，聚酯系列制品氣密性比聚醚系列更好。

TPU具有的生物相容性、無毒、無過敏反應(yīng)性、無局部刺激性、無致熱源性，因此廣泛應(yīng)用在醫(yī)療、衛(wèi)生等相關(guān)產(chǎn)品以及運(yùn)動(dòng)、保護(hù)器材上。

  TPU塑膠原料應(yīng)用范圍

TPU已被廣泛應(yīng)用于：鞋材、成衣、充氣玩具、水上及水下之運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器材、健身器材、汽車椅座材料、雨傘、皮箱、皮包等。

TPU薄膜在運(yùn)動(dòng)鞋上應(yīng)用極廣泛：鞋底及鞋面上的商標(biāo)裝飾、氣囊、氣墊、油包等。而今，TPU薄膜在運(yùn)動(dòng)  鞋上應(yīng)用又有兩種趨勢(shì)：

一是由耐克運(yùn)動(dòng)鞋所刮起的流行風(fēng)，即是將TPU薄膜先網(wǎng)版印刷上色，再以高周波成形并粘合在鞋面上做裝飾，以取得特殊的裝飾效果。

二是利用防水透濕的TPU薄膜與鞋材用布貼合使用，以達(dá)到防水透濕之效果

TPU塑膠原料概述與定義：工程塑料的定義就是可以代替金屬制品的塑膠原料，它的耐溫至少到達(dá)100度，高可以達(dá)到1000度，它本色重量很輕，有良好的剛性，通過改性可以達(dá)到很多種物理特性，一般的塑膠原料的來源都是以石油而提煉出來的化學(xué)品。是經(jīng)過聚合反應(yīng)得到的高分子樹脂。加強(qiáng)工程塑料防火的添加劑有：鹵素及非鹵素（磷酸脂）防火劑?；瘜W(xué)性能增強(qiáng) ：安定劑、抗氧化劑、表面處理改質(zhì)劑。物理性能增強(qiáng)可添加：：玻璃纖維、碳纖維、礦物質(zhì)等 …。

TPU塑膠原料原料與水口：原料就是直接從石油里面提煉出來從來沒加工的料，水口是經(jīng)過一次高溫成型的塑料，原料的化學(xué)性能穩(wěn)定，物理性能良好，水口的物理性比原料要差的多，容易脆，比較易開裂，韌性遠(yuǎn)比不上原料，它的成型次數(shù)越多它的料性就越脆。原料與水口的分辨：從顏色上來區(qū)分水口料比例大的產(chǎn)品易發(fā)黃發(fā)黑。水口料做不出透明產(chǎn)品，做普通產(chǎn)品水口料的比率不能大于35%,要求低的產(chǎn)品水口料可以到達(dá)。其次水口料做大產(chǎn)品斷口位發(fā)黑。

TPU塑膠原料加工的簡(jiǎn)介：澆注系統(tǒng)說明，澆注系統(tǒng)是指模具中從注機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)在幾大系統(tǒng)中為重要。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的基本原則﹕在滿足塑料產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí) ﹐還應(yīng)有利于提高成型速度來縮短成型周期。有主流道、分流道、澆口及冷料井組成。從注射機(jī)噴嘴至模具模穴的熔融塑料路徑稱之為流道 ,其中 ,澆口套內(nèi)塑料流道稱之為主流道 ,其余部分稱為分流道。分流道末端通向模穴的節(jié)流孔稱之為澆口 ,在不通向模穴的分流道的末端設(shè)置冷料井。

TPU塑膠原料射出成型時(shí)注意：射出成型各種不良現(xiàn)象發(fā)生的原因其主要因素有以下五點(diǎn)，1塑膠原料本身的性質(zhì)差異所致者，2成型條件如溫度,壓力,射速等設(shè)定不當(dāng)所致者，3成型模具設(shè)計(jì)或制作有缺陷所致者，4成型品形狀、厚度等設(shè)計(jì)不良所致者，5射出成型機(jī)選用不當(dāng),能力不足所致者，其實(shí)射出成型不良的原因并不簡(jiǎn)單，通常是由上述因素多項(xiàng)交錯(cuò)而引起,對(duì)于不良原因的判定有賴作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù) .模穴充填過程。建議加工時(shí)可以先咨詢相關(guān)的專業(yè)人員，以減少損失成本。