TPU原料

一、  TPU是由二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）或甲苯二異氰酸酯（TDI）等二異氰酸酯類(lèi)分子和大分子多元醇、低分子多元醇（擴(kuò)鏈劑）共同反應(yīng)聚合而成的高分子材料。它的分子結(jié)構(gòu)是由二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）或甲苯二異氰酸酯（TDI）和擴(kuò)鏈劑反應(yīng)得到的剛性嵌段以及二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）或甲苯二異氰酸酯（TDI）等二異氰酸酯分子和大分子多元醇反應(yīng)得到的柔性鏈段交替構(gòu)成的。TPU具有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，是一種成熟的環(huán)保材料。目前，TPU已廣泛應(yīng)用與醫(yī)療衛(wèi)生、電子電器、工業(yè)及體育等方面，其具有其它塑料材料所無(wú)法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性，同時(shí)他具有高防水性透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優(yōu)異的功能。因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。TPU均能成為PVC之替代品。但TPU所擁有的優(yōu)點(diǎn)，PVC則望塵莫及。TPU不僅擁有卓越的高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化的特性，而且是種成熟的環(huán)保材料。

  熱塑性聚氨酯彈性體TPU按分子結(jié)構(gòu)可分為聚酯型（耐油性佳）和聚醚型（耐水性最佳兼具耐油性）兩種。相對(duì)密度1.10-1.25，聚醚型相對(duì)聚酯型??；按加工方式可分為注塑級(jí)、擠出級(jí)（我司產(chǎn)品是擠出）、吹塑級(jí)等。

   熱塑性聚氨酯彈性體按品牌可分為1.進(jìn)口料：巴斯夫（德國(guó)）、拜耳（德國(guó)）、路博潤(rùn)（美國(guó)）、亨斯邁（美國(guó)）等，2、臺(tái)灣料  3.國(guó)產(chǎn)料（萬(wàn)華、華峰等）

二、   TPU性能包括三個(gè)方面：力學(xué)性能，物理性能和環(huán)境性能。

（一）力學(xué)性能：TPU彈性體的力學(xué)性能主要包括：硬度，拉伸強(qiáng)度，壓縮性能，撕裂強(qiáng)度，回彈性和耐磨性能，耐屈擾性等，而TPU 彈性塑料的力學(xué)性能，除這些性能外，還有較高剪切強(qiáng)度和沖擊功等。

（a）硬度：硬度是材料抵抗變形，刻痕和劃傷的能力的一種指標(biāo)。TPU硬度通常用邵爾A（Shore A）和邵爾D（shore D，D通常指硬度比較高的材料）硬度計(jì)測(cè)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(jié)構(gòu)中的硬段含量來(lái)決定，硬段含量越高，TPU的硬度就會(huì)隨之上升。硬度上升后，TPU的其他性能也會(huì)發(fā)生改變，拉伸模量和撕裂強(qiáng)度增加，剛性和壓縮應(yīng)力（負(fù)荷能力）增加，伸長(zhǎng)率降低，密度和動(dòng)態(tài)生熱增加，耐環(huán)境性能增加。TPU的硬度與溫度存在一定關(guān)系。從室溫冷卻降溫至突變溫度（-4~-12℃），硬度無(wú)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(jié)晶作用的結(jié)果。

（b）硬度與定伸應(yīng)力和伸長(zhǎng)率的關(guān)系以及硬度與撕裂強(qiáng)度的關(guān)系。隨著TPU硬度的增加，100%定伸應(yīng)力和300%定伸應(yīng)力迅速增加，伸長(zhǎng)率下降。這主要是由于硬段含量增加的結(jié)果：硬段含量高，其所形成硬段相越易形成次晶或結(jié)晶結(jié)構(gòu)增加了物理交聯(lián)的數(shù)量而限制材料變形。若使材料變形必須提高應(yīng)力，從而提高了定伸應(yīng)力，同時(shí)伸長(zhǎng)率下降。TPU硬度與撕裂強(qiáng)度的關(guān)系，隨硬度增加，撕裂強(qiáng)度迅速增加，其理由亦與模量的解釋相同。

（c）  TPU硬度（邵氏硬度55A-98A ± 2A），低至55-70A可應(yīng)用于表帶，松緊帶等對(duì)彈性手感要求比較高的產(chǎn)品；硬度高至70D-85D，可應(yīng)用于鞋材天皮等。應(yīng)用范圍最廣的硬度大概就是85A-95A了，可用于注塑手機(jī)類(lèi)配件，汽車(chē)類(lèi)配件，腳輪等，擠出電線電纜，管材，型材等。(注：我司擠出產(chǎn)品所用材料硬度扁管為：80A--90A；圓管為：80A--98A）。

（d）TPU的硬度單位A是怎么換算到D：   D=A-50（或40）。

（二）原料技術(shù)

圖表列舉的是TPU70A原料：

（三）特性（物理性能和環(huán)境性能）

1、耐磨性能

當(dāng)材料在使用過(guò)程中經(jīng)常受摩擦、刮磨、研挫等機(jī)械作用，會(huì)引起其表面逐步磨損，因此材料的選擇磨耗性顯得非常重要。TPU塑膠原料耐磨性能優(yōu)異，較天然橡膠耐磨五倍以上，是耐磨制品首選的材料之一。

2、拉伸性能（彈性）

拉伸強(qiáng)度高達(dá)70MPa ,斷裂伸長(zhǎng)率可高達(dá)400%~1000%。硬度越低，斷裂伸長(zhǎng)率越高；硬度越高，斷裂伸長(zhǎng)率越低。

3、撕裂性能                                                                                  

彈性體在應(yīng)用時(shí)由于產(chǎn)生裂口擴(kuò)大而使之破壞稱(chēng)為撕裂，撕裂強(qiáng)度就是材料抵抗撕裂作用的能力;一般而言TPU具有較高的抗撕裂能力，撕裂強(qiáng)度與一些常用的橡塑膠比較是非常優(yōu)異的。

4、屈折性能

很多塑膠材料在重復(fù)的周期性應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生斷裂，TPU制品在不同環(huán)境下都可以保持極佳的耐屈折特性，為高分子材料中最佳選擇之一。

5、耐水解性能

TPU在渾濁下耐水性能是良好的，1～2年內(nèi)不會(huì)發(fā)生明顯水解，尤其以聚醚系列更佳。聚酯系列在50℃的水中浸泡半年或70℃浸泡3周或100℃浸泡3～4天，會(huì)完全分解，這是TPU適合作為環(huán)保材料的原因之一，需經(jīng)常性與水接觸之產(chǎn)品，則建議使用聚醚系列。醫(yī)用級(jí)、食品級(jí)作用的TPU管，也都均使用聚醚系列。

6、抗高溫與抗氧化性能

一般的塑膠原料長(zhǎng)期在70℃以上的環(huán)境下容易氧化,TPU抗氧化能力良好;一般而言TPU耐溫性可達(dá)120℃（注：120℃屬于特殊材料，需要定做；常規(guī)材料零下40度~70度）。

7、耐油與耐藥品性能

TPU為一種強(qiáng)極性的高分子材料，和非極性礦物油的親和性很小，在燃料油(如煤油、汽油)和機(jī)械油(如液壓油、機(jī)油、潤(rùn)滑油等)中幾乎不受侵蝕;其中，TPU產(chǎn)品中又以聚酯系列的產(chǎn)品耐油性較佳;TPU薄膜及片材對(duì)于油脂的體積變化很小，抗張強(qiáng)度甚至比原初始值更高;需要注意的是在礦物油中若含有少量的水分時(shí)，會(huì)對(duì)薄膜物性產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響。

8、低溫性能

TPU有非常好的耐低溫性能，通常能達(dá)到-50℃，可取代一般PVC因低溫脆化而無(wú)法應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，特別適合用在寒帶相關(guān)的種類(lèi)制品。

9、氣密性

TPU非常容易利用高周波或是熱壓來(lái)熔接，因此廣泛應(yīng)用在充氣制品上。氣體系數(shù)是指在一定溫度和壓力下，氣體透過(guò)試樣規(guī)定面積的速率，同一材料對(duì)不同氣體的透過(guò)率有時(shí)差異很大。一般來(lái)說(shuō)，聚酯系列制品氣密性比聚醚系列更好（我司產(chǎn)品多用聚醚材料生產(chǎn)）。

10、生物醫(yī)學(xué)性能

TPU具有極佳的生物相容性、無(wú)毒、無(wú)過(guò)敏反應(yīng)性、無(wú)局部刺激性、無(wú)致熱源性，因此廣泛應(yīng)用在醫(yī)療、衛(wèi)生等相關(guān)產(chǎn)品以及運(yùn)動(dòng)、保護(hù)器材上。

三、TPU塑膠原料應(yīng)用范圍

TPU已被廣泛應(yīng)用于：鞋材、成衣、充氣玩具、水上及水下之運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器材、健身器材、汽車(chē)椅座材料、雨傘、皮箱、皮包等。

1.應(yīng)用舉例：

 服飾輔料

女士文胸肩帶、服裝松緊帶等。

鞋類(lèi)

壘球鞋、棒球鞋、高爾夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌

女士鞋后跟；滑雪靴；安全靴，高檔鞋底等

其他

自位輪；把手；表帶等

管材·軟管

高壓管；醫(yī)療管；油壓管；氣壓管；燃料管；涂敷管

輸送管；消防水帶等

薄膜·板材

轉(zhuǎn)動(dòng)帶（具有一定的拉伸作用）；氣墊；膜片；鍵盤(pán)板；復(fù)合布等，TPU薄膜在運(yùn)動(dòng)鞋上應(yīng)用極廣泛：鞋底及鞋面上的商標(biāo)裝飾、氣囊、氣墊、油包等。而今，TPU薄膜在運(yùn)動(dòng)鞋上應(yīng)用又有兩種趨勢(shì)：

一是由耐克運(yùn)動(dòng)鞋所刮起的流行風(fēng)，即是將TPU薄膜先網(wǎng)版印刷上色，再以高周波成形并粘合在鞋面上做裝飾，以取得特殊的裝飾效果。

二是利用防水透濕的TPU薄膜與鞋材用布貼合使用，以達(dá)到防水透濕之效果

電線·電纜

電力通信電纜；計(jì)算機(jī)配線；汽車(chē)配線；勘探電纜等

其他

各種環(huán)形管線；圓形帶；V型帶；同步帶；防滑帶等

壓 延

軟體槽、罐類(lèi)；薄膜復(fù)合片材箱包面料等

吹 塑

各種車(chē)輛用箱類(lèi)；各種容器類(lèi)

吹 膜

超薄、寬幅薄膜（醫(yī)療、衛(wèi)生用品）

2.發(fā)展趨勢(shì)

    由于TPU軟管具有柔軟，良好的抗張強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度 耐高低溫性，所以在中國(guó)TPU軟管被廣泛用作飛機(jī)、坦克、汽車(chē)、摩托車(chē)、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備等的輸氣、輸油軟管。主要TPU軟管制造企業(yè)集中在廣東、浙江、江蘇、山東、河北等地。

TPU因其優(yōu)越的性能和環(huán)保概念日益受到人們的歡迎。目前，凡是使用PVC的地方，TPU均能成為PVC的代替品。TPU薄膜不僅可與各種布料貼合，還可以用真空熱成型的方法生產(chǎn)輪廓清晰，尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保意識(shí)的不斷提高，TPU的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。其中增加速度比較快的領(lǐng)域：鞋面里料、保暖內(nèi)衣、透明內(nèi)衣、透明肩帶、松緊帶及醫(yī)療用透氣膠帶。