从硬度来看TPU的优缺点。首先硬度是材料抵抗变形、刻痕和划伤能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A型和邵尔D型硬度计测定,邵尔A用于较软的TPU,邵尔D用于较硬的TPU。由于嵌段共聚物TPU性质决定了它的范围很宽,在邵尔A60至邵尔D80之间,跨越了橡胶和塑料的硬度。TPU的硬度与许多性能有关,随硬度的增加,TPU的如下性能发生变化。拉伸模量和撕裂强度增加,刚性和压缩应力(负荷能力)增加,伸长率降低,密度和动态生热增加,耐环境性能增加。压缩模量是在弹性限度内压缩应力与压缩应变之比,理论上等于拉伸应力-应变的弹性模量,即杨氏模量。TPU的压缩模量决定于它的硬度,硬度越高压缩模量亦越高。TPU可以满足电动汽车充电电缆的电缆保护套对抗紫外线、抗风化、抗臭氧和抗微生物性能的要求。浙江聚酯型TPU粒子

TPU的开发和商业化可以追溯到上世纪50年代。1950年,BFGoodrich公司的Schollenberger等人开始研制TPU,经多次改良,Goodrich公司(现为Lubrizol公司)于1961年正式推出以EstaneVc为主的商品化TPU产品。上世纪90年代,随着外资TPU生产企业在中国投资建厂,我国TPU工业开始起步并逐步发展。进入21世纪,在市场需求增长(主要是PVC和橡胶的替代)、自主TPU生产工艺提升、国产上游原材料供应逐步稳定以及下游加工工艺改善等多重因素的积极推动下,中国TPU的产销年复合增长率达到10%以上。随着用量增长,TPU已成为材料行业重要组成部分,其主要应用于鞋材、3C护套、管材以及薄膜等领域。山东高性能TPU粒子除了汽车领域中的电缆,在风电等新能源发电领域中所用到的电缆保护套也是TPU的重要市场。

聚氨酯的性能,归根结底受大分子链形态结构的影响。特别是聚氨酯弹性体材料,软段和硬段的相分离对聚氨酯的性能至关重要,聚氨酯的独特的柔韧性和宽范围的物性可用两相形态学来解释。聚氨酯材料的性能在很大程序上取决于软硬段的相结构及微相分离程度。适度的相分离有利于改善聚合物的性能。从微观形态结构看,在聚氨酯中,强极性和刚性的氨基甲酸酯基等基团由于内聚能大,分子间可以形成氢键,聚集在一起形成硬段微相区,室温下这些微区呈玻璃态次晶或微晶;极性较弱的聚醚链段或聚酯等链段聚集在一起形成软段相区。软段和硬段虽然有一定的混容,但硬段相区与软段相区具有热力学不相容性质,导致产生微观相分离,并且软段微区及硬段微区表现出各自的玻璃化温度。软段相区主要影响材料的弹性及低温性能。硬段之间的链段吸引力远大于软段之间的链段吸引力,硬相不溶于软相中,而是分布其中,形成一种不连续的微相结构,常温下在软段中起物理交联点的作用,并起增强作用。故硬段对材料的力学性能,特别是拉伸强度、硬度和抗撕裂强度具有重要影响。这就是聚氨酯弹性体中即使没有化学交联,常温下也能显示**度、高弹性的原因。
由于热塑性聚氨酯具有优异的耐磨性、较高的拉伸强度和伸长率,同时兼具低温柔韧性,以及硬度范围广、承载能力大等性能,应用范围十分***,如汽车车体外部配件、电缆护套、工业胶管、齿轮、密封件、胶带、滑雪鞋和各种胶轮等。但是,由于TPU生产成本高、加工性能不如聚烯烃等,从而限制了它的进一步推广应用。因此,人们正在通过各种努力,在TPU中掺加与之相容的廉价聚合物,制成聚合物“合金”,从而达到降低成本、改善某些特殊性能的目的。热塑性聚氨酯硬度范围从邵氏A80至邵氏D74、弹性模量在10~1000MPa范围,一般的TPU树脂还不能满足工程制件。人们发现,用玻璃纤维增强材料,可以明显提高TPU材料的力学性能。TPU用玻璃纤维增强后,力学性能如弯曲模量、拉伸强度大幅度提高,弹性模量高达5000MPa,耐热性能明显改善,热膨胀系数为(1.5~3.5)×10-6/K,与金属相近。增强TPU在冲击性能方面有巨大优势,弹性模量低于2500MPa的增强TPU受冲击时不发生断裂,是汽车车身大型制件所需的重要材料。TPU产品还可用于汽车中防抱死制动系统(ABS)和电子稳定程序(ESP)系统的速度传感器电缆外护套。

关于聚醚型TPU与聚酯型TPU主要是由聚醚多元醇与聚酯多元醇来区分的。聚醚多元醇是在分子主链接构上含有醚键、端基带有羟基的醇类聚合物或齐聚物。因其结构中的醚键内聚能较低,并易于旋转,故由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好,耐水解性能优良,虽然机械性能不如聚酯多元醇基聚氨酯,但手感性好。体系粘度低,易与异氰酸酯、助剂等组分互溶,加工性能优良。聚酯多元醇主要是由二元羧酸和二元以上醇类化合物进行缩聚反应生成的产物,其结特征是在分子主链上含有酯基、在端基上具有羟基的大分子醇类,分子量一般为500~3000。由聚酯多元醇为基础的聚氨酯材料,通常都具有力学机械性能好,耐油、抗磨性能优越等特点,但它们的耐水解性能较差,低温柔顺性差,其制品的手感,尤其是低温时的手感不如聚醚多元醇基聚氨酯柔软。聚酯多元醇的内聚能大,室温下多为蜡状固体,加热熔融后的粘度较大,它们与聚氨酯合成中所用的其它原料组分的互溶性远不如聚醚多元醇好。随着我国TPU生产、加工和研发能力的提升,我国已成为了TPU比较大的生产和消费国。山东耐刺穿TPU
TPU行业市场竞争十分激烈,中低端供应过剩,高要求端产品待开发。进出口方面,依然保持增长趋势。浙江聚酯型TPU粒子
TPU是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。聚酯型TPU和聚醚型TPU都具有***的高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性,是一种成熟的时尚环保材料。目前,TPU已广泛应用与医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面,其具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性,同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、***、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。浙江聚酯型TPU粒子
随着TPU应用范围不断扩大,其回收与再利用受到了人们的普遍关注。作为一种热塑性材料,TPU在注射模塑和挤出等加工过程中产生的边角料一般都可以按不超过20%的添加量与新鲜的TPU颗粒混合用于生产,不会对**终制品性能造成很大的影响。真正困难的是如何回收利用在使用寿命结束后的TPU。美国Novoloop公司推出的Oistre是由消费后废物制成的TPU,其性能与由石化产品制成的TPU相当,使用其产品可降低46%碳足迹。科思创公司开发了Desmopan®7000系列等再生TPU材料,已应用于智能手机的保护壳,并通过专注可回收原材料供应链可追溯性的RCS国际标准认证。该100%再生材料展示了TPU的耐化...