吹膜塑胶原料公司
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聚氨酯热塑性弹性体(聚氨酯 TPEs)
热塑性聚氨酯弹性体就其价格和性能而言,在TPE系列中占有较大的优势。热塑性聚氨酯(TPUS)具有很宽广的韧性,其一般应用越来越广泛。它们即使在低温条件下有较高的柔性,并具有很高的耐磨性能。这些弹性体还有很好的粘着特性。
TPUS在通用的挤塑和注塑成型设备上很容易进行加工,它们的用途也极为广泛。其分子结构是由许多个酯和醚组成的,使得性能产生很大的变化。TPUS很容易混配,并常与其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超级共混物”。
这种性能上的多变性也带来了它们更多的商业应用,主要如汽车、电缆、导线和薄膜等。TPUS现在的消耗量约计为6 500万磅/年, 1990年年增长率为 5~7%。
化学
象苯乙烯共聚物一样,TPUS也是嵌段共聚物,并具有软硬交替的区域(或相)。这些链段的比率也就确定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那样,是由加成聚合形成的单体链节的简单重复,而是缩聚反应形成的桥式结构。
许多材料都可被加到聚氨酯桥(骨架)的任一边,使得性能发生很大的变化。TPUS的性能就可从非常软到很坚硬,或从很柔软到具有很高的刚性,或从可吸收水的亲水型到憎水型。
TPUS分为两种主要类型即酯型和醚型。
酯型TPUS 通常它是两种类型中较坚韧的一种,接触水时会发生水解和降解。
醚型TPUS 不会发生水解和生物降解,即使长时间暴露或直接埋置。但它没有酯类TPUS那样坚硬,耐化学试剂和油的性能较差。
两种类型的材料都有点吸湿的趋向,加工前应进行于燥。(有些学者把基于聚己内酯列作第三种类型的TPU,这种材料是一种酯类,但它比其它酯类材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之间。而聚己内酯是通过一个不同于缩聚反应的过程制备的)。
性质
TPUS性能变化范围为:抗张强度28.3至62MPa,酯型较高,醚型较低;300%定伸模数为7.6至33 SMPa;伸长率为 225至 570%;密度为1.14至1.20,醚型较低。普通的TPUS的使用温度为一60至250°F,但在聚氨酯主链上加进异氰豚酸酯,就可把它的最高使用温度提高到300°F。硬度可从邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度较大难于为加工进行造粒,甚至很容易粘在一起。
TPUS具有优良的粘着特性,可用作玻璃纤维层压塑料的粘合剂。以溶剂型或干膜式粘合剂,用于田径鞋和网球鞋,它们可在鞋面和TPU鞋底的上下之间自然粘合,不需要进行缝合。这种粘合工序通常在加工过程中需用模内脱模剂。
酯型和醚型的每一种类型材料又可分为芳香族类和脂肪族类两个分类。脂肪族类耐紫外线性能较好,但价格较贵。添加稳定剂和吸收剂也能使芳香族类的光氧化过程延迟,但达不到脂肪族类同样的程度。这两种类型的材料都有很好的耐油性能。
加工
象同类型其它材料一样,TPU可用通用的加工方法进行加工,并可与热塑性的橡胶、PVC混配料、ABS、尼龙、SAN等共混。它本身也很容易层压、烫印、热封和粘合,不需专门打底漆就可以涂漆。
TPUS的加工是否成功主要取决于材料的干燥程度,最好用粉粒脱湿料斗干燥器,但树脂也可在料盘分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小时,但树脂在干燥温度下暴露的时间不要超过4小时。如果树脂在料斗中过夜,温度应低于125—150°F。
未涂漆的回用料可与10—25%的新料混合使用,储存的回用料也必须重新干燥。对于挤塑和注塑来说通用的螺杆UD比为24:1或略高一些,压缩比为2.5—3.1且较好。料筒温度以340~440°F为好,模温为60-140°F。TPUS在熔融时呈剪切敏性状态,如果用高剪切螺杆会导致材料的降解,因为材料的粘度很大,还会存在高热和高孔压的情况。
应用
如前所述,TPU树脂的多功能性以及通用的韧性、柔软性和粘着性等,使之会有更多的商业用途。通常人们期望TPU制作的部件首先要有一定的橡胶性,其次是特别在低温下有较好的耐磨能力和耐屈挠性。例如传动联轴节就必须有较高的抗张强度和韧性,同时要有较高的抗曲挠性和缓冲能力。
许多商业应用是挤塑成型或注塑成型的产品。挤塑膜制品(吹塑和扁平模头挤塑)占用了TPUS很大的产量,这些应用包括了食品药物管理局认可的肉。家禽包装材料等级及无溶剂型薄膜粘合剂等。新型的专门级别TPU有非常高的湿蒸汽传递速率,可用作无村薄膜或层台织物,制作手套,一次性医用外衣,外科手术复盖布,恶臭环境用的工作服等。芳香族醚型产品正被用于饮水的软管和管道,经美国联邦药典第六类准许使用的有些材料可用于医疗器械和医用导管,心脏植入管,充气胃衬。其它型材的应用有输油管线的耐压软管和管道,共挤电缆护套及挡风雨的型材。
另一种材料是以帆布或其它厚织物为基材,将TPU挤出涂布而成,被广泛用于工业加工和食品加工使用的传送带,同时还可用来制作折叠式水槽和油箱。
注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的应用为汽车零部件如档泥板扩张部分,填板、角板、护罩、仪表板、衬垫和其它产品如滑雪靴,工业轮胎,齿轮,女鞋跟。汽车车体部件不用底漆就可以喷漆或金属化。但在汽车发动机罩下面的应用却受到了限制,因为该部份需要耐高温,但改性的品级可满足要求,并正在应用。TPUS还逐渐与其它的高聚物生成塑料合金来提高使用性能,例如与PVC的共混物,当TPU的掺入量达到 20%时,产品的性能就可提高40%,可用于集装箱包装材料,水床床垫,鞋底等;与SAN和PC的共混物,可增加产品硬度超过邵氏D80,还提高了模塑固化时间和脱模时间;与ABS的共混物改善了产品的屈挠性和耐磨性能。
商业信息
TPUS的定价与其他高性能的TPES相比,通常要高出约 2美元/磅,这很大程度上取决于种类、品级、添加剂等因素。
供货商有两种类型,大的原料生产商和较小的定制生产商,大的产品商以批量论价,但品级有限。较小的厂家可提供添加色料及其他添加剂的定制混配料,并能根据用户的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和织物一样的覆盖材料提供产品。
 

 
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