熱塑性聚氨酯彈性體簡稱TPU,是一種由低聚物多元醇軟段與二異氰酸酯硬段構成的線性嵌段共聚物。根據結構特點可分為全熱塑型和半熱塑型,前者分子之間不存在化學交聯鍵,*有以氫鍵為主的物理交聯鍵,可溶于二甲基甲酰胺等溶劑;后者分子之間含有少量脲基甲酸酯化學交聯鍵,這些化學交聯鍵在熱力學上是不穩定的,在150+℃以上的加工溫度下會斷裂,成型冷卻后又會再生。少量化學交聯鍵的存在對改善制品的壓縮長久變形和扯斷長久變形性能起重要作用。TPU材料耐熱、耐磨、耐酸堿、無鹵,逐漸成為充電樁線纜護套材料的較好的選擇。食品接觸級TPU粒子

TPU是加熱可塑化,溶劑可溶解的聚氨酯彈性體。與MPU(混煉型聚氨酯彈性體)和CPU(澆注型聚氨酯彈性體)比較,化學結構上沒有或少有化學交聯,分子基本上是線性的,而存在一定的物理交聯。它具有高模量、**度、高伸長和高彈性。優良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化性能。可用一般塑料加工方法生產各種制品,廢料可回收利用,可***使用助劑與填料,以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。TPU按軟段結構可分為聚酯型、聚醚型等。聚酯型因含有內聚能較高的酯基,產品的機械性能較高,成本適中,但耐水性能較差。而聚醚型由于它無酯基并在分子中含有可自由放置的醚鍵,而表現出較好的低溫柔順性和耐水解性,但機械強度和耐熱性較差。聚己內酯型介于聚酯和聚醚之間,綜合性能較好,但價格較高。聚醚型TPU材料從耐磨性來看,TPU優于TPV,TPV優于TPE,目前也有高耐磨的TPE,不過和TPU還是有點差距。

好的TPU彈力帶通常經多次極限,力度反復拉伸,不變型不斷裂為比較好質TPU彈力帶,這種反復拉伸不變型不斷裂與TPU原料的抗疲勞損失和TPU的拉伸強度有直接關系,所以在選材時,選擇疲勞損失越低和拉伸強度較好的物料為比較好選材。TPU彈力帶的耐水解性直接與選材有關系,選擇聚醚性的TPU材料比選擇聚酯型的TPU材料要好,聚醚型的TPU更具耐水解性,更優越于聚酯型材料;同時聚醚型TPU低溫柔韌性更好,手感及觸感會舒服,所以在選擇材料時,聚醚型材料會更好,但因聚醚型TPU成本比較高,市場大部份TPU彈力帶多數選用聚酯型TPU材料。
1958年,SchollenbergeC.S.首先提出物理交換(實質上交聯)的理論。所謂物理交換是指在線性聚氨酯分子鏈之間,存在著遇熱或溶劑呈可逆性的“連接點”,它實際上不是化學交聯,但起化學交聯的作用。由于這種物理交聯的作用,聚氨酯形成了多相形態結構理論,聚氨酯的氫鍵對其形態起了強化作用,并使其耐受更高的濕度。正是由于物理交聯理論,使得市場上出現了除澆注和混煉之外的另一類聚氨酯的品種——熱塑性聚氨酯。%0D%0A%0D%0A像澆注型聚氨酯(液體)和混煉型聚氨酯(固體)一樣,TPU具有高模量、**度、高伸長和高彈性,優良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化性能。在改性應用中,聚氨酯熱塑性彈性體作為常用增韌劑可用于增韌多種熱塑性塑料及改性橡膠材料。

TPU彈性體的力學性能主要包括:硬度,拉伸強度,壓縮性能,撕裂強度,回彈性和耐磨性能,耐屈擾性等,而TPU彈性塑料的力學性能,除這些性能外,還有較高剪切強度和沖擊功等。硬度是材料抵抗變形,刻痕和劃傷的能力的一種指標。TPU硬度通常用邵爾A(ShoreA)和邵爾D(shoreD)硬度計測定,邵爾A用于比較軟的TPU,邵爾D用于較硬的TPU。硬度主要由TPU結構中的硬段含量來決定,硬段含量越高,TPU的硬度就會隨之上升。硬度上升后,TPU的其他性能也會發生改變,拉伸模量和撕裂強度增加,剛性和壓縮應力(負荷能力)增加,伸長率降低,密度和動態生熱增加,耐環境性能增加。TPU的硬度與溫度存在一定關系。從室溫冷卻降溫至突變溫度(-4~-12℃),硬度無明顯變化;在突變溫度下,TPU硬度突然增加而變得很硬并失去彈性,這是由于軟段結晶作用的結果。TPU可以滿足電動汽車充電電纜的電纜保護套對抗紫外線、抗風化、抗臭氧和抗微生物性能的要求。聚醚型TPU材料
TPU在電線電纜中的應用主要是用做線纜護套。食品接觸級TPU粒子
TPU有很多硬度規格,在選用不同硬度的TPU時,硬度與定伸應力和伸長率的關系以及硬度與撕裂強度的關系我們往往不是很了解。通常來說隨著TPU硬度的增加,100%定伸應力和300%定伸應力迅速增加,伸長率下降。這主要是由于硬段含量增加的結果:硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或結晶結構增加了物理交聯的數量而限制材料變形。若使材料變形必須提高應力,從而提高了定伸應力,同時伸長率下降。TPU硬度與撕裂強度的關系,隨硬度增加,撕裂強度迅速增加,其理由亦與模量的解釋相同。食品接觸級TPU粒子