tpu塑膠料在拉伸應(yīng)變過程中，軟段和硬段分別取向，乃至結(jié)晶，從而使彈性體為現(xiàn)出高模量和高強(qiáng)度。為了說明tpu塑膠料的結(jié)構(gòu)性能關(guān)系，應(yīng)該了解它的取向行為，這里擬討論tpu塑膠料的結(jié)構(gòu)、外界因素對取向行為的影響極其結(jié)果。
一、結(jié)構(gòu)因素的影響
1、兩種嵌段的取向 tpu塑膠料的軟段(聚酯或聚醚)和硬段(氨酯或氨酯-脲)的取叫行為明顯不同。軟段的取向度和硬段的取向度都隨伸長率的增加而增加，但在伸長率相同時，是有差別的。
2、軟段結(jié)構(gòu) TPU軟段結(jié)構(gòu)酯基和醚基對軟段和硬段沒有明顯的影響。由聚酯或聚醚合成的相同硬段的兩種TPU彈性體，其軟段和硬段均在同一水平上。
3、硬段結(jié)構(gòu) 硬段結(jié)構(gòu)對其取向影響顯著，對軟段取向沒有影響。
4、氫鍵作用 tpu塑膠料分子間形成的氫鍵對取向的作用，是與不含氫鍵的TPU進(jìn)行比較得出的。
二、外界因素的影響
1、溫度 tpu塑膠料的取向行為明顯地受溫度的影響。
2、退火 退火對取向度的影響，決定于硬段濃度及退火的溫度和時間。一般地講，硬段含量低于40%、退火溫度在150℃以下、時間4h之內(nèi)時，tpu塑膠料不生成微晶結(jié)構(gòu)，對取向度沒有顯著影響;反之，則生成微晶結(jié)構(gòu)，退火對取向度的影響類似于結(jié)晶tpu塑膠料。
3、時間 tpu塑膠料施加一定的應(yīng)變之后，其取向度與時間的關(guān)系是，硬段取向度隨時間的增加而增加，軟段取向度則下降。
4、預(yù)應(yīng)變 tpu塑膠料先經(jīng)預(yù)應(yīng)變，然后再進(jìn)行取向度隨應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)，是與未經(jīng)預(yù)應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)對比進(jìn)行的。
三、取向的結(jié)果
1、殘留取向 tpu塑膠料結(jié)5min松弛后保留的取向度叫殘留取叫度，殘留取向度與預(yù)應(yīng)變的關(guān)系，MDI-BDO-PBA-1000(硬段含量47%)中硬段和軟段的殘留取向度大不相同。硬段的殘留取向度大，而軟段可恢復(fù)到幾乎各向同性，因而殘留取向度很小這種差別是由于作用于分離區(qū)域的縮回應(yīng)力不同所致，作用于易流動的軟段縮回應(yīng)力，可使彈性體大部分回縮，因沒有同等的恢復(fù)力使因取向時重新組織的硬區(qū)恢復(fù)到各向同性的狀態(tài)，結(jié)果是硬區(qū)保留大量的殘留取向和高變形。
2、應(yīng)力軟化 tpu塑膠料經(jīng)預(yù)應(yīng)變后，與未經(jīng)預(yù)應(yīng)變的應(yīng)力伸長率曲線比較，其應(yīng)力有所下降，這種現(xiàn)象叫應(yīng)力軟化。
3、應(yīng)力帶滯后 tpu塑膠料通過加荷、卸荷進(jìn)行應(yīng)力滯后試驗(yàn)。逐步增加應(yīng)變水平，當(dāng)材料顯示零應(yīng)力時為每次循環(huán)的終點(diǎn)，用加荷卸荷曲線所限定的面積與相應(yīng)的拉伸曲線下的總面積之比計算滯后百分率。
4、應(yīng)力應(yīng)變 tpu塑膠料在拉伸過程中，其軟段和硬段始終是取向的，并隨應(yīng)變的發(fā)展取向度逐漸增加;扯斷伸長率達(dá)300%以上時，兩種嵌段都取向成拉伸方向并產(chǎn)生結(jié)晶，以到扯斷;可見tpu塑膠料的高模量是兩種嵌段在拉伸過程中取向的結(jié)果，高強(qiáng)度是由于軟段結(jié)品并使其應(yīng)力均勻化所致硬段含量為25%tpu塑膠料，其模和強(qiáng)度都遠(yuǎn)低于硬段含量為45%者。這是由于前者的硬段只是分散在軟段基料上形成獨(dú)立的硬段區(qū)，無力形成咬合的區(qū)域結(jié)構(gòu)，其取向度和力學(xué)性能都低。
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