熱塑性聚氨酯材料概述

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1、熱塑性聚気酯材料概況1、熱塑性聚氨酯的概述熱塑性聚氨酯(ThermoplasticPolyurethane,簡稱TPU),又稱聚氨基甲酸酯橡膠，簡稱聚氨酯橡膠，它是一種可以熱塑加工、乂可以溶解于某些溶劑的特種合成橡膠線性聚合物，而MPU和CPU等熱閥性聚氨酯，它們的特點(diǎn)分子中的化學(xué)交聯(lián)導(dǎo)致的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具備極大的剛性，不能塑化成型。但三種聚氨酯的性能一樣，強(qiáng)度和模量都比較高，斷裂伸長率和彈性也相對比較好；耐低溫、耐磨耗、耐老化、耐撕裂、耐油等特性更是極為優(yōu)異。TPU作為一類高分子合成材料，具有優(yōu)良的綜合性能。TPU的耐磨、耐油性，對福射以及臭氧和氧等的抵抗能力以及在化學(xué)溶劑中的穩(wěn)定

2、性都非常好，并且這種材料在很大的拉伸強(qiáng)度下才能使之?dāng)嗔?，斷裂時(shí)材料達(dá)到的伸長率也較大，此外，該材料所能承受的最大壓力也非常可觀，II彈性模量高。近年來隨著TPU研究技術(shù)的發(fā)展，適用于眾多領(lǐng)域的TPU制品被成功研發(fā)出來，TPU產(chǎn)品已經(jīng)在大量領(lǐng)域占據(jù)著不可撼動(dòng)的地位，但是TPU也同時(shí)具不容忽視的缺點(diǎn)，如抗滑能力低。并且在TPU的加工過程中，在較小的溫度變動(dòng)下，TPU熔體的粘度可以在很大的范圍

3、A)發(fā)生變化，這使得它的加工過程只能在一小段特定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，并II它的生產(chǎn)成本高，TPU進(jìn)一步的推廣應(yīng)用就是由于這些因素而被限制了。近幾年，隨著兩相材料的發(fā)展提升到新的高度，國內(nèi)外眾多學(xué)者幵始將目光轉(zhuǎn)

4、向了TPU與其他物質(zhì)的共混制備出性能優(yōu)異的兩和復(fù)合材料上。將有機(jī)粘土等能夠與TPU達(dá)到良好的相容效果的特殊填料加入其中，可以使其達(dá)到某些特殊性能得以提高的A的。2、熱塑性聚氨酯制備的原料2.1低聚合度多元聚酯多元醇包括常規(guī)聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇和聚碳酸酯二醇；聚酯多元醇是通過羥基和羧基縮聚反應(yīng)制得。聚醚多元醇分子結(jié)構(gòu)屮，由于醚鍵具有較低A聚能，且醚鍵具有易旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，所以其使得制備的產(chǎn)物在低溫下具冇比較好的柔順性，雖然材料的力學(xué)性能方面不及聚酯型聚氨酯，但可以使得材料粘度低，較聚酯型容易與配合劑和異氰酸酯等發(fā)生互溶，使得其在加工性方面也有不錯(cuò)的性能。2.2多異氰酸酯多元異氰酸酯根據(jù)是否存

5、在苯環(huán)可分為芳香族和脂肪族兩類，芳香族類異氰酸酯較脂肪族反應(yīng)活性更為突出。2.3擴(kuò)鏈劑常用的擴(kuò)鏈劑可以分為兩大類：二醇類和二胺類。一般常用的二醇類擴(kuò)鏈劑1，4-丁二醇(BDO)、丙二醇(PG)、乙二醇(EG)、1，6’-己二醇(HDO);而在工業(yè)上常用的二胺類擴(kuò)鏈劑有3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)、二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)等。2.4其他原料①填料填料的種類很多，一般來說加入不同的填料所達(dá)到的效果也是不同的。通常情況下我們加入填料的目的是為了提高產(chǎn)品的一些性能或者是降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。在CPU的合成過程中填料的加入一般選擇原位法，而TPU制備時(shí)則常采用熔融混合法。②

6、水解穩(wěn)定劑酯基在濕熱環(huán)境下的穩(wěn)定性極低，它易與水發(fā)生水解反應(yīng)，所以為了避免實(shí)驗(yàn)條件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，在聚氨酯彈性體的制備過程中通常需要加入水解穩(wěn)定劑。①其他助劑聚氨酯材料屌于易燃類，所有關(guān)于它的防火問題需要引起人們的重視，某些在特殊的聚氨酯彈性體，在制定配方吋，通常需要加入一些阻燃劑,提高其阻燃性能，以防失火。其它助劑還有可以改善材料的可塑性提高其柔性的增塑劑、能阻緩材料變質(zhì)的穩(wěn)定劑以及能夠延緩聚合物氧化的抗氧劑等。增塑劑的加入可以使預(yù)聚體粘度降低，并且可以減少成木。3、原料對聚氨酯的影響聚氨酯基本是都是由多異氰酸酯、多元醇和擴(kuò)鏈劑這三人類原料所組成，所以聚氨酯的性能方面的特性取決于

7、這個(gè)三個(gè)部分。3.1多元醇對聚氨酯的影響組成聚氨酯的多元醇一般可以被分為兩人類，包括聚醚多元醇和聚酯多元醇兩類。對于聚醚型聚氨酯，與聚酯型相比，柔順性比較好，歸于它的醚鍵的結(jié)構(gòu)，醚鍵易旋轉(zhuǎn)，極性方面比較弱，軟硬段間的和容性不是很好。某些具有側(cè)鏈的軟段，由于位阻作用，使得軟段的自由旋轉(zhuǎn)被限制，從而容易造成微相分離。3.2異氰酸酯對聚氨酯的影響從化學(xué)結(jié)構(gòu)，多異鋱酸酯可分為芳族異鋱酸酯、脂族多異鋱酸酯和環(huán)族多異鋱酸酯。由于芳族異氰酸酯由于結(jié)構(gòu)與后兩者不同，有苯環(huán)的存在，導(dǎo)致其模量和硬度一般要高于后兩者；在結(jié)晶性的方面，結(jié)構(gòu)上對稱的二異氰酸酯由于分子鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整，排列方面比較有序，因此在聚合物的結(jié)晶和

8、性能方面有重要的作用。3.3擴(kuò)鏈劑的對聚氨酯性能的影響制備聚氨酯常用的擴(kuò)鏈劑為含活潑氫的二元或者多元的小分子醇類或者胺類。擴(kuò)鏈劑的原理是擴(kuò)鏈劑上活潑的氫，與由多異鋱酸酯與多元醇縮聚反應(yīng)得到的預(yù)聚物反應(yīng)，這樣可以很快的使得分子鏈增長，同化成聚氨酯大分子。4、聚氨酯合成方法4.1預(yù)聚體法預(yù)聚體法是首先將低聚物多元醇與二異氰酸酯進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)，生成端NCO基的聚氨酯預(yù)聚物，澆注吋再將預(yù)聚體與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)，這種制備聚氨酯