TPU可以改性嗎？

時間：2019-04-10作者：廣州市炬泓化工科技有限公司瀏覽：1579

TPU可以改性嗎？

由于熱塑性聚氨酯具有優(yōu)異的耐磨性、較高的拉伸強(qiáng)度和伸長率，同時兼具低溫柔韌性，以及硬度范圍廣、承載能力大等性能，應(yīng)用范圍十分廣泛，如汽車車體外部配件、電纜護(hù)套等、工業(yè)膠管、齒輪、密封件、膠帶、滑雪鞋和各種膠輪等。但是，由于TPU生產(chǎn)成本高、加工性能不如聚烯烴等，從而限制了了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。因此，人們正在通過種種努力，在TPU中摻加與之相容的聚合物，制成聚合物“合金”，從而達(dá)到降低成本、改善某些特殊性能的目的。另外，TPU作為塑料改性劑，可賦予塑料某些特殊性能。由于TPU的熱塑性，其共混體系的開發(fā)潛力比熱固性共聚體系要大。

共混的目的是為了獲得單一聚合物所不具備的綜合性能。TPU與熱塑性塑料共混體系的性能與許多因素有關(guān)，較重要的因素是TPU與塑料之間的相容性。TPU與塑料共混體系的相容性與它們各自的溶度參數(shù)、極性、表面張力、結(jié)晶能力、粘度等諸因素有關(guān)?？蒲虚_發(fā)人員對TPU-ABS、TPU-PVC、TPU-POM、TPU-PC等共混體系做了大量的工作，已有部分產(chǎn)品投入市場，并且應(yīng)用到汽車工藝中。

TPU的其它共混體系 可與TPU共混或共聚的聚合物除了POM、ABS、PVC、PC以外，還有聚苯乙烯（PS）、聚丙烯酸酯、聚酯樹脂、SBS、EVA、PP、CPE、聚酰胺等。例如，苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）同TPU共混可提高TPU的剛性和模量，同時也降低了TPU的成本。在聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）樹脂中加入5%~30%的TPU共混，能減少PBT的成型收縮率和改性制品翹曲、變形等缺陷。苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡膠與熱塑性聚氨酯彈性體的共混物，主要用于聚氯乙烯和某些熱固性橡膠的代用品，在制鞋、防水材料、膠輥、彈性膠中有所應(yīng)用。在聚醚酯TPU中加入氯化聚乙烯（CPE），熔體流動得到了改善，TPU粘輥的問題也隨CPE用量的增加而得到改善。聚合物合金維持了TPU的耐油性及耐寒性。

此外，還可利用PP、EVA等高分子材料同TPU共混來獲得某些特殊材料。PS與TPU的混溶性較差，在共混時，可加入某些增溶劑。聚酰胺（尼龍）中加入10%以內(nèi)的TPU，可改善其在低溫及室溫下韌性。

還可將叔胺基團(tuán)或丙烯酸酯的核基引入鏈段中，制成含有部分丙烯酸酯的聚苯乙烯，再按一定的比例與TPU共混，制成PS-TPU的IPN混合物。用聚丙烯酸甲酯（PMA）或聚甲基丙烯酸（PMMA）與聚醚型熱塑性聚氨酯彈性體制成的IPN共混物。當(dāng)兩者的質(zhì)量比為40/60時，能呈現(xiàn)出很好的物理機(jī)械性能，其中的某些性能**兩種混合聚合物自身的值。‘有人以PTMEG、MDI及擴(kuò)鏈劑N-甲基二乙醇胺（MDEA）在溶劑DMF中合成的含叔胺基TPU,與聚丙烯酸（PAA）溶液進(jìn)行溶液混合，溶劑揮發(fā)后制得共混物，發(fā)現(xiàn)加入5%~10%的PAA后，拉伸強(qiáng)度增加了6倍左右，這是由于PU中加入少量PAA后，PU硬段中叔胺基與PAA的羥基之間能形成離子鍵作用，從而改善了PU的微觀相分離程度，明顯改善其力學(xué)性能。

 TPU的增強(qiáng)

熱塑性聚氨酯硬度范圍從邵氏A80至邵氏D74、彈性模量在10~1000MPa范圍，一般的TPU樹脂還不能滿足工程制件，如汽車車體制件、保險杠、側(cè)門板及車門的要求。人們發(fā)現(xiàn)，用玻璃纖維作增強(qiáng)材料，可以明顯提高TPU材料的力學(xué)性能。20世紀(jì)80年代以來，熱塑增強(qiáng)熱塑性聚氨酯得到越來越多的應(yīng)用，歐洲、美國的汽車生產(chǎn)商使用玻纖增強(qiáng)TPU制作部件，如保險杠、車廂側(cè)面門、側(cè)板之內(nèi)的大型制件。

TPU用玻璃纖維增強(qiáng)后，力學(xué)性能如彎曲模量、拉伸強(qiáng)度大幅度提高，彈性模量高達(dá)5000MPa，耐熱性能明顯改善，熱膨脹系數(shù)為（1.5~3.5）×10-6/K,與金屬相近。增強(qiáng)TPU在沖擊性能方面有巨大的優(yōu)勢，彈性模量**2500MPa的增強(qiáng)TPU受沖擊時不發(fā)生斷裂，是汽車車身大型制件所需的重要材料。

玻璃纖維的用量、玻璃纖維的長徑比及長度，對制成的增強(qiáng)TPU塑料的性能有重要影響。玻璃纖維的越細(xì)，增強(qiáng)效果越好。如在玻纖表面采用液體聚合物處理，可改善玻纖與TPU的粘接性，提高材料的撕裂強(qiáng)度、拉伸彈性模量和沖擊強(qiáng)度。

由于脆性玻璃纖維的加入，材料的韌性下降，但下降幅度不大，當(dāng)玻璃纖維的含量＜20%（質(zhì)量）時，受沖擊時增強(qiáng)TPU不斷裂，耐沖擊性能**聚氨酰。




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