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TPU的物理性能是怎样的?

来源:鼎智收集整理   发布时间:2022.08.03

热塑性聚氨酯(TPU)是一类可加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯。与混炼型和浇注型聚氨酯比较,化学结构上没有或很少有化学交联,其分子基本上是线性的,然而却存在一定量的物理交换,因此,这类聚氨酯称为热塑性聚氨酯。像浇注型聚氨酯(液体)和混炼型聚氨酯(固体)一样,TPU具有高模量、高强度、高伸长和高弹性,优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。那么大家知道TPU的物理性能是怎样的呢?下面鼎智小编就来为大家介绍下。


TPU的物理性能


TPU弹性体的物理性能包括密度、线性膨胀系数、摩擦系数、气体扩散系数、传热系数、玻璃化转变温度、熔点、熔化热、比热容和特性粘度等。


1、密度


TPU的密度大约在1.10~1.25之间,在同等硬度时聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。TPU密度决定于软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集态。这一部分讨论TPU与橡胶和塑料的比较、软段类型的影响、TPU分子量的影响、软段取代基的影响和硬段含量的影响。


1)与橡胶和塑料的比较


TPU密度与橡胶和塑料的比较体现在表5。由此可见TPU密度与其他橡胶和塑料无显著差异。


2)聚酯型TPU与聚醚型的比较


聚酯型TPU硬度为62A~75D的密度在1.15~1.25g/cm3。这说明在同等体积时,聚醚型TPU的质量稍轻,而销售是以质量不是体积,所以在设计、购买和生产时,要考虑这个重要的密度差别。


TPU结构是MDI-BDO-PBA-1099,硬段含量34.9%,通过r0=NCO/OH之比调整TPU分子量,无规熔融聚合工艺。TPU分子量与密度关系的实验误差相当大,故数据分散。尽管如此,分子量与密度关系也是明显的,TPU密度随分子量增加而加大,并且在180000时出现拐点。


TPU的物理性能是怎样的?


2、气体扩散系数


气体扩散系数(透气性)(Q)是指在一定的温度和压力下,气体透过试样规定面积的扩散速率,以每单位时间、压力、面积透过一定厚度隔的气体体积表面,即[m2/(s·Pa)]×10-18。不同气体的渗透率Q差别较大,TPU对空气的Q值一般为(3~14) ×10-18m2/(s·Pa)。这里讨论影响Q值的一些因素:包括温度、TPU软段类型、硬度等,另外还讨论TPU的透水气性。


(1)温度的影响


Desmopan在25℃、60℃的空气、氮气、氧气和二氧化碳气体的扩散系数Q值示于表7,这是用100μm膜测得之数据。不难看出扩散系数在60℃比25℃增加数倍。

(2)聚酯型与聚醚型TPU的比较


Elastollan TPU弹性体聚酯型与聚醚型扩散系数的比较示于表8。对空气、氮、氧和二氧化碳四种气体的Q值,聚酯型TPU普遍低于聚醚型。


(3)TPU硬度的影响


四种气体的扩散系数都随硬度增加而减少,可能是TPU Q值主要决定于软段的深度和性质,软段浓度增加,透气性增加。


3、熔融热


TPU弹性体的熔融热ΔH,主要指硬段相结晶、次晶、有序结构熔化所吸收的热量,以J/g表示。ΔH的大小取决于硬段的含量、长度和TPU热力史,软段分子量亦有一定影响。TPU的ΔH约为2.0~25J/g。


(1)硬段扩链剂的影响


TPU软段为PBA-2000,硬段分别为MDI-EDO、MDI-BDO、MDI-HQEE,r0=1.0,三种二醇扩链剂对其熔融热ΔH影响示于表10??梢钥闯?,扩链剂分子量增加,TPU的熔融热亦增加,这可能是硬段相微晶尺寸增加的结果。


(2)硬段含量的影响


硬段含量是影响TPU熔融热的主要因素,MDI-BDO-P(EO/PO)-2000的TPU可说明这种影响,如表11所示,P(EO/PO)-2000含EO基15%,r0=1.04。


TPU熔融热随硬段含量呈线性增加,ΔH外推到零时,硬段为13%,表明需要大于1的MDI单元才能结晶,或者表明某些硬段混于软段相中。完全结晶共聚物的理论热估计为147J/g,结晶度约为23%。


以上关于TPU的物理性能就为大家分享到好这里,希望这篇文章能对大家有所帮助。如果还有什么不明白的地方可以给小编留言,我们会尽快为您解答。