TPU 的分子链结构(二级结构):大分子二元醇和异氰酸酯连接形成长分子链,因为分子链较长,表现为柔性,就成为在整个分子链中的软段结构。短链二元醇(扩链剂)和异氰酸酯连接成短链结构,因为链短,表现为刚性,就成为分子链中的硬段结构。这样硬段软段相间的特殊结构赋予了TPU既有弹性又有不错的机械性能且可热塑加工的特殊性能,从而使TPU作为介于塑料和橡胶之间的一个新类高分子材料得到广泛应用。对于不同的大分子多元醇,扩链剂和多异氰酸酯的选择搭配可制取品种繁多各种性能的TPU产品。TPU软管具有柔软,弹性好,耐磨损,耐油,耐老化等优异性能。上海联景TPU295AE

近年来,由于含磷、氮类的有机阻燃剂阻燃效果较为明显,因此对该类阻燃剂研究较深。如采用一步包埋法将双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)与单体混合制备了BDP阻燃改性TPU。研究结果表明,在研究范围内,阻燃TPU的氧指数和UL94阻燃等级随着阻燃剂BDP含量的增加而提高,但其力学性能如拉伸强度和100%定伸模量则随阻燃剂加入量的增加,表现出增大后减小的趋势。当阻燃剂BDP质量分数为9%时,阻燃TPU的综合性能达到较为理想的状态,其氧指数达到26%,UL94阻燃等级达到V-1级。已有研究表明,有机阻燃剂阻燃效果明显,与TPU基材的相容性好,其添加量可比无机阻燃剂多,力学性能的影响也比无机阻燃剂小,但在抑烟方面功效并不突出,只有少量有机阻燃剂具有一定抑烟效果。浙江TPU EV90AT3TPU薄膜在智能穿戴设备中有所应用,如智能手环、智能手表等设备的表带和表壳。

不论是无机阻燃剂,还是有机阻燃剂,它们均各有优缺点,因此,人们越来越关注将有机阻燃和无机阻燃剂结合使用,发挥协同效应,扬长避短,达到更好的阻燃效果。将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配后添加到TPU中制备阻燃TPU材料。当添加质量分数为11%的阻燃剂(AHP与MCA的质量比为1∶2)时,阻燃TPU垂直燃烧达到UL94V-0,LOI为25.2%。阻燃剂AHP/MCA的加入能提升复合材料的热稳定性,同时促进材料成炭。采用聚磷酸铵(APP)、次磷酸铝(AHP)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,以1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体为协效阻燃抑烟剂,通过熔融共混法制备了一系列TPU复合材料,并研究其阻燃抑烟性能。结果表明,[EMIM]PF6单独作为阻燃剂对TPU材料具有比较好的阻燃及抑烟效果,且其作为协效阻燃剂,与APP、AHP、ADP阻燃剂协效对TPU复合材料具有更佳的阻燃及抑烟效果。有机无机阻燃剂按一定方式结合形成杂化材料后,其阻燃效果较单一阻燃剂有明显提升,但这其中涉及到的阻燃改性机制也更加复杂,尤其是无机-有机的协同效应,还有待进一步研究。
有机阻燃剂主要有早期的卤化物以及目前人们普遍关注的磷、氮类有机化合物,有机阻燃剂的阻燃机制随组分不同而不同。卤化物的阻燃效率高是因为燃烧时,卤化物可产生自由基抑制聚合物燃烧,同时生成大量不燃烟气,稀释可燃气体,以达到阻燃目的,但缺点是生成的烟气毒性大,因此逐渐被淘汰。磷化物的阻燃机制与卤素类似,也是可以生成自由基,以阻止燃烧(氧化反应)基本反应的进行,其优点是不会产生有毒气体,同时还会促进成碳,提高碳层强度,因此备受人们关注。含氮类阻燃剂主要是气相阻燃,燃烧时生成大量不燃气体,稀释氧气,抑制氧化反应进行,也有部分含氮化物,如受阻胺,同样可以产生自由基,阻止氧化反应在一些情况下,TPU可以与其他材料进行混合利用,形成复合材料用于特定应用。

TPU行业的上游原材料主要来自于石油、煤衍生品或副产品,包括MDI、多元醇、BDO、己二酸、EDO等主要原材料。中游为聚氨酯,TPU属于聚氨酯弹性体的一种,处于石油化工的下游产品,更为接近终端的消费市场。TPU作为高分子新材料行业中的朝阳产业,下游应用领域广阔。由于其具有其他塑料无法比拟的各种优异性能,成为了材料行业的重要组成部分,下游覆盖电子注塑、日常消费品、工业、建筑、医疗、汽车、农业等众多领域,是运动装备、电子电器、医疗卫生、资源勘探等有特殊要求的制造领域产业转型升级的关键材料。TPU具有高模量、高机械强度、高伸长和高弹性,优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。上海联景TPU295AE
TPU具有良好的可加工性,可以通过注塑成型、挤出、吹塑等方式制造各种形状和尺寸的制品。上海联景TPU295AE
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为首的商品化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。上海联景TPU295AE
PU分子量对其力学性能有明显影响,随着TPU分子量的增加,拉伸强度、模量及耐磨性等都增加,当分子量达到一定程度时这些性能趋于平稳。TPU撕裂强度和耐曲挠性能随着分子量的增大而降低,一方面TPU物理交联使其自由体积减小;另一方面,TPU分子链的高度缠结和物理交联的增加降低了他们的内部流动性,受到外力作用时,分子链重排不易实现而无法有效减轻施加的应力。低分子量组分的比例大时,对弹性体的耐热性能和力学性能极为有害,而过高分子量组分的比例太大时会对加工成型带来不便。因此对于不同用途的TPU应根据其具体加工要求来调节合适的分子量及分子量分布。TPU这种材料十分耐油,耐磨,耐高温,耐低温,弹性好,又无毒物...