江苏耐UVTPU
聚氨酯的硬段由反应后的异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成,含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等强极性基团,通常芳香族异氰酸酯形成的刚性链段构象不易改变,常温下伸展成棒关状。硬链段通常影响聚合物的软化熔融温度及高温性能。异氰酸酯的结构影响硬段的刚性,因而异氰酸酯的种类对聚氨酯材料的性能有很大影响。芳族异氰酸酯分子中刚性芳环的存在、以及生成的氨基甲酸酯键赋予聚氨酯较强的内聚力。对称二异氰酸酯使聚氨酯分子结构规整有序,促进聚合物的结晶,故4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)比不对称的二异氰酸酯(如TDI)所制聚氨酯的内聚力大,模量和撕裂强度等物理机械性能高。芳香族异氰酸酯制备的聚氨酯由于硬段含刚性芳环,因而使其硬段内聚强度增大,材料强度一般比脂肪族异氰酸酯型聚氨酯的大,但抗紫外线降解性能较差,易泛黄。脂肪族聚氨酯则不会泛黄。不同的异氰酸酯结构对聚氨酯的耐久性也有不同的影响,芳香族比脂肪族异氰酸酯的聚氨酯抗热氧化性能好,因为芳环上的氢较难被氧化。TPU作为一种新型的热塑性材料,其硬度范围广,可作为软硬质材料使用,并且无毒无污染,可回收利用。江苏耐UVTPU
TPU改性的基本方法1.化学改性:通过化学反应对TPU分子链进行官能团化,引入特定的极性基团或交联结构,以增强其耐油性、耐溶剂性或耐老化性能。例如,利用扩链剂增加TPU分子链长度,提高其强度和模量;或利用硅烷偶联剂进行表面改性,提高TPU与无机填料的相容性。2.物理改性:通过添加不同性质的填料、增塑剂、助剂等,改变TPU的物理性能。例如,添加无机填料如碳酸钙、滑石粉等,可提高TPU的硬度、耐磨性和耐热性;而添加增塑剂则可降低TPU的硬度,提高其柔韧性和加工性能。3.共混改性:将TPU与其他高分子材料(如聚酯、聚醚、聚酰胺等)进行共混,以取长补短,获得综合性能更优异的材料。共混改性不仅可以提高TPU的力学性能、耐热性、耐候性等,还可以降低生产成本,拓宽应用领域。上海Lubrizol TPU EV89AT9TPU在地理勘探电缆中主要应用于地震检波器线缆,油田勘探线缆,陆地/海洋勘探线缆。
扩链剂对聚氨酯性能也有影响。含芳环的二元醇与脂肪族二元醇扩链的聚氨酯相比有较好的强度。二元胺扩链剂能形成脲键,脲键的极性比氨酯键强,因而有二元胺扩链的聚氨酯比二元醇扩链的聚氨酯具有较高的机械强度、模量、粘附性、耐热性,并且还有较好的低温性能。浇注型聚氨酯弹性体多采用芳香族二胺MOCA作扩链剂,除固化工艺因素外,就是因为弹性体具有良好的综合性能。聚氨酯的软段在高温下短时间不会很快被氧化和发生降解,但硬段的耐热性影响聚氨酯的耐温性能,硬段中可能出现由异氰酸酯反应形成的几种键基团,其热稳定性顺序如下:异氰脲酸酯>脲>氨基甲酸酯>缩二脲>脲基甲酸酯其中**稳定的异氰酸酯在270℃左右才开始分解。氨酯键的热稳定性随着邻近氧原子碳原子上取代基的增加及异氰酸酯反应性的增加或立**阻的增加而降低。并且氨酯键两侧的芳香族或脂肪族基团对氨酯键的热分解性也有影响,稳定性顺序如下:R-NHCOOR>Ar-NHCOOR>R-NHCOOAr>Ar-NHCOOAr提高聚氨酯中硬段的含量通常使硬度增加,弹性降低。
TPU具有**度、高韧性、优良的耐磨性等性能,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,前拜耳材料科技公司(现科思创公司)曾在**中介绍了一种基于氧化膦的有机含磷多元醇(IHPO)。以IHPO、PTMEG-1000、4,4'-MDI和BDO合成的聚醚型TPU具有良好的阻燃性能和较好的力学性能,且挤出过程平稳,制品表面光滑。添加无卤阻燃剂是目前制备无卤阻燃TPU**常用的技术路线,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。我国热塑性聚氨酯弹性体(TPU)下游用途较广,从消费来看2016-2020年我国热塑性聚氨酯弹性体消费量整体增长。
TPU的透湿性能高于PVC,虽然透湿性并不是当时TPU进入纺织品的主要原因,但这种特性却正是纺织品所希望的。如今,纺织品的透湿能力已变得非常重要,而TPU依然是解决这个问题的不错手段。TPU用作布料的涂层已有近30年时间了。它的早应用,是取代人们一直认为是“外观和手感均不错”的PVC。PVC缺少柔顺性、增塑剂迁移、不耐磨、低温性能不好,而且透明性差,这些正好为TPU取代PVC创造了机会,虽然成本高了些,但是上述问题TPU都能解决。此外,TPU提供了出色的柔软手感、具有高的表面光泽,可加工成皮革那样的外观和感觉(鞋类制品)。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。浙江TPU EV89AT9
热塑性聚氨酯弹性体TPU具有高拉伸强度和耐撕裂强度(TPE材料两倍以上)。江苏耐UVTPU
热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000~6000)的聚酯或聚醚,B为含2~12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。具有**度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能,加工性能好,广泛应用于**、医疗、食品等行业。江苏耐UVTPU
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