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（一）什么是弹性体？

所谓弹性体是指玻璃化转变温度低于室温
，断裂伸长率>50%
，表力撤销后复原性比力好的高分子资料。而玻璃化温度高于室温的高分子资料称为塑料。在弹性体中断裂伸长率较大(>200%)
，100%定伸应力较幼
，弹性较好的可称为橡胶。所以
，弹性体是比橡胶更为宽泛的一类高分子资料。

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（二）什么是聚氨酯弹性体？

所谓聚氨酯
，简称PU
，是一类在分子链中含有较多沉复的氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的聚合物资料。聚氨酯弹性体是弹性体中比力特殊的一大类。闯辗视结构看
，聚氨酯弹性体是一种嵌段聚合物
，通常由低聚物多元醇柔性长链组成软段
，以二异氰酸酯及扩链剂组成硬段
，硬段和软段交替分列
，形成沉复结构单元。除含有氨酯基团表聚氨酯分子内及分子间可形成氢键
，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。这些结构特点使得聚氨酯弹性体拥有优异的耐磨性和韧性
，以“耐磨橡胶”著称。

聚氨酯弹性体依照制品的成型工艺大体可分为三类：一是浇注型聚氨酯弹性体（CPU）
，二是热塑性聚氨酯弹性体（TPU）
，三是混炼型聚氨酯弹性体（MPU）。

（三）什么是热塑性聚氨酯弹性体？

热塑性聚氨酯弹性体（thermoplastic PU
，简称TPU）
，又称PU热塑胶
，是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段组成的线性嵌段共聚物
，是一类加热能够塑化、溶剂能够溶化的聚氨酯弹性体。

（四）TPU的特点

与通用的塑料与橡胶资料相比
，TPU拥有硬层度领域广、力学机能凸起、耐高/低温机能优异、加工机能好、环保机能良好、可塑性强、可设计性强、通明性好蹬着异个性
，其寂仔橡胶资料的高弹性
，又有工程塑料的高强度。以其优异的机能和宽泛的利用
，已成为沉要的热塑性弹性体资料之一。

与CPU和MPU相比力
，TPU的分子链根基上是线型的
，在化学结构上没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着很多氢键组成的物理交联
，氢键对TPU状态起强化作用
，从而赋予其很多良好的机能
，如高模量、高强度、良好的耐磨性、耐化学品、耐水解、耐凹凸和善耐霉菌。

（五）TPU的结构

TPU是一种（AB）型嵌段线性聚合物
，Ａ代表高分子量的聚合物多元醇聚（酯或聚醚
，分子量为1000～6000）
，称为长链；Ｂ代表含2～12个直链碳原子二醇
，称为短链。

在热塑性聚氨酯弹性体的结构中
，Ａ链段被称为软链段
，拥有柔韧与软的个性
，使TPU拥有延长性；Ｂ链段与异氰酸酯反映天生的氨酯链被称为硬链段
，拥有刚性和硬的性质
，人们通过调整Ａ、Ｂ链段的比例
，造成拥有分歧物理和力学机能的TPU制品。

（六）TPU的分类

按软段结构可分为聚酯型、聚醚型和丁二烯型
，它们别离含有酯基、醚基或丁烯基。

按硬段结构分为氨酯型和氨酯脲型
，它们别离由二醇扩链剂或二胺扩链剂获得。普遍常见的划分是分为聚酯型和聚醚型。

（1）聚醚型与聚酯型TPU的利益

聚醚型(Ether)：高强度、耐水解和高回弹性
，低温机能好。

聚酯型(Ester)：较好的拉伸机能、挠曲机能、耐摩损性以及耐溶剂机能和耐较高温度。

（2）机能对比

抗拉强度、扯破强度、耐磨性、耐药品性、通明性：聚酯系>聚醚系

耐菌性、低温冲击性：聚酯系<聚醚系

（七）TPU合成资料有哪些？

（1）聚合物二元醇

分子量在500～4000领域内
，拥有双官能团的大分子二醇
，它在TPU弹性体中的含量为50％～80％
，对TPU的物理和化学机能起决定性作用。

适合TPU弹性体的聚合物二元醇有聚酯和聚醚两类：聚酯类的有聚四亚甲基己二酸酯二醇（PBA）、聚ε一己内酯二醇（PCL）、聚六亚甲基碳酸酯二醇 （PHC）；聚醚类的有聚氧化丙烯醚二醇（PPG）、四氢呋喃均聚醚二醇（PTMG）等。

（2）二异氰酸酯

分子量较幼但职能凸起
，既起到衔接软段和硬段的作用
，又赋予TPU各类优良的物理力学机能
，合用于TPU的二异氰酸酯有：二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭDI）、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、对苯基二异氰酸酯（PPDI）、１,５—萘二异氰酸酯（ＮDI）、对苯基二甲基二异氰酸酯（PXDI）等。

（3）扩链剂

分子量为100～350
，属于幼分子二元醇
，分子量幼
，开链结构又无取代基团的扩链剂有利于TPU获得高硬度和高标量。合用于TPU的扩链剂有：１,４丁二醇（BDO）、１,４一双（2一羟乙氧基）苯（HQEE）、１,４一环己烷二甲醇 （CHDM）、对一苯基二甲基二醇（PXG）等。

（八）TPU的合成

TPU按合成工艺的分歧
，重要分为本体聚合和溶液聚合。

图 出产氨酯基的反映

在本体聚合中
，又可按有无预反映分为预聚法和一步法:预聚法是将二异氰酸酯与大分子二醇先行反映一按功夫
，再参与扩链出产TPU;一步法是将大分子二醇、二异酸酯和扩链剂同时混合反映成TPU。

溶液聚合是将二异氰酸酯先溶于溶剂中
，再参与大分子二醇令其反映一按功夫
，最终参与扩链剂天生TPU。

TPU的软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU荟萃态会影响TPU的密度
，密度约莫在1.10~1.25之间
，与其他橡胶和塑料无显著差距。在同蹬撞度时聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。

（九）TPU是若何让加工的？

合成出来的TPU粒子必要进行各类各样的加工能力形成最终的制品
，重要选取熔融法和溶液法进行TPU的加工。

熔融加工是用塑料工业常用的工艺:如混炼、压延、挤出、吹塑和模塑(蕴含注射、压缩、传递和离心等);溶液加工是粒料溶于溶剂或直接在溶剂中聚合而造成溶液再进行涂覆、纺丝等。

TPU造成最终产品
，通常不必要进行硫化交联反映
，能够缩短出产周期
，拔除物料可能回收沉新加以利用。

（十）TPU作为增韧剂的改性利用

为了降低产品成本和获得额表机能
，TPU作为常用增韧剂可用于增韧多种热塑性塑料及改性橡胶资料。

由于聚氨酯是一种高极性聚合物
，故能与极性的树脂或橡胶相容：如与氯化聚乙烯(CPE)并用可造作医用产品；与ABS共混可包办工程热塑性塑料使用；与聚碳酸酯(PC)并用
，有耐油、耐燃油、抗冲击等机能
，可用来造作汽车本体；与聚酯并用可提高其坚韧机能；另表能与聚氯乙烯、聚甲醛(POM)或聚偏氯乙烯优良相容；聚酯聚氨酯可与l5%丁腈橡胶或与40%丁腈胶／聚氯乙烯共混胶优良相容；聚醚聚氨酯也能与40%丁腈胶／聚氯乙烯共混胶优良相容；另还可与丙烯腈一苯乙烯(SAN)共聚物共容；与反映性聚硅氧烷能形成互穿网络(IPN)结构等。绝大无数上述共混胶已有正式产品问世。

近年来
，国内TPU对POM的增韧钻研日益增多
，TPU与POM的共混一方面POM改善了TPU的耐高温机能和力学机能
，另一方面
，TPU对POM起到了显著的增韧作用
，有钻研学者证明拉伸断裂试验中相对于POM基体而言
，参与TPU的POM合金由脆性断裂向韧性断裂转变。TPU的参与还赋予了POM的状态影象机能
，POM的结晶区作为状态影象合金的固定相
，无定形TPU及POM的非晶区作为可逆相
，当回复响应温度为165℃
，回复功夫为120s时
，该合金的回复率达到95%以上
，回复成效最显著。

TPU与聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、丁二烯胶、异戊胶或废橡胶粉等非极性聚合物资料难以相容
，不能造得机能优良的复合伙料。故对于后者时时选取诸如等离子体、电晕、湿化学、底涂胶、火焰或反映性气体等的表表处置步骤。如美国空气制品和化学品公司对分子量3～5百万的超高分子量聚乙烯细粉
，进行F2／O2活性气体表表处置
，且以10%配比增长于聚氨酯弹性体中
，可显著提高其弯曲模量、拉仲强度和耐磨机能。且对上述长6～35mm定向伸长短纤维也进行F2／O2活性气体表表处置
，可提高该复合伙料的刚度和扯破韧性。

（十一）TPU利用领域有哪些？

1958年美国Goodrich化学公司（此刻改名为路博润）初次登记了TPU商品商标Estane
，之后40年来全世界有20余个商品商标问世
，每一个商标有几个系列产品。

作为机能良好的弹性体
，TPU的下游产品方向极度宽泛
，在日用品、体育用品、玩具、装璜资料等领域得到宽泛利用
，下面举几个例子。

（1）鞋材

TPU用于鞋材重要由于其良好的弹性和耐磨性。含TPU的鞋类产品穿戴舒服度方面比通常鞋类产品优越得多
，因而
，在鞋类产品中较为宽泛
，尤其是一些活动鞋
，休闲鞋。

（2）软管

由于TPU软管拥有柔软
，优良的抗张强度、冲击强度耐凹凸温性
，所以在中国TPU软管被宽泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等机械设备等的输气、输油软管。

（3）线缆

TPU提供了耐扯破、耐磨与弯曲特点
，耐凹凸温性更是电缆机能的关键。所以在中国市场上
，高档电缆如节造电缆与电力电缆用TPU
，用来；ど杓聘丛拥缋碌谋桓沧柿
，用处也日益宽泛。

（4）医疗器械

TPU是一种安全、不变、优质的PVC代替资料
，不会有邻苯二甲酸酯等化学有害物质
，迁徙到医疗导管或医疗袋内的血液或其他液体中产生副作用
，并且专门开发的挤出级和注塑级TPU
，只需在现有PVC设备稍作调试便可轻松使用。

（5）汽车等交通工具

用尼龙织物两面挤塑涂复上聚氨酯热塑性弹性体
，可造作乘载3～15人的充气作战攻击筏和窥伺筏
，其机能远优于硫化橡胶充气筏；用玻璃纤维加强的聚氨酯热塑性弹性体可用来造作汽车自身两侧模造件、车门表皮、保险杠、防擦条和隔栅等本体部件。