這里介紹的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。
1. 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)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,定伸應(yīng)力和300%定伸應(yīng)力迅速增加,伸長(zhǎng)率下降。這是由于硬度的增加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。
TPU的配方和性能可進(jìn)行非常多種類的排列組合。但是在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)配方和工業(yè)化生產(chǎn)時(shí),卻會(huì)因?yàn)樵牧希ǘ嘣己投喈惽杷狨ヒ约皵U(kuò)鏈劑)相互的限制,從而使真正可用于很的應(yīng)用的研發(fā)還是非常的困難。
TPU的應(yīng)用領(lǐng)域:
1、汽車工業(yè):由于TPU有很好機(jī)械性能,且耐油、脂、高低溫。有彈性且耐磨損?,F(xiàn)在已被越來越多的應(yīng)用到汽車工業(yè)上去。例如剎車管、油管、緊急氣囊、內(nèi)裝飾件等;
2、電纜:TPU提供了耐撕裂、耐磨與彎曲的特征。耐高、低溫更是電纜性能的關(guān)鍵。此外,耐化學(xué)品、耐水解與抗微生物分解并且易加工易染色,所以高等級(jí)電纜如控制電纜與電力電纜用TPU作用來保護(hù)設(shè)計(jì)復(fù)雜電纜的被覆材料且用途也日趨廣泛;
3、管材:TPU在寬廣的溫度范圍內(nèi)具有彎曲性耐斯裂性,記憶性好,不易絞結(jié),易回復(fù)成原來的外形。可熔接,耐油品、化學(xué)品,有脂類等特征,使得它成為新一代管材,可以制成油管、水管、壓縮的空氣管、氣動(dòng)元件空壓管等;
4、鞋及運(yùn)動(dòng)器械:TPU是繼橡膠、PVC、SBS之后的第四代鞋底材料。它具有更大的彈性和更出色的機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度,具有更優(yōu)良的耐磨性、抗斯裂性、彎曲性和更強(qiáng)的磨擦性,已經(jīng)成為各種要求極高的專用鞋鞋底和鞋面材料,如足球鞋、冰刀鞋、登山鞋、工作鞋等,還可以做足球、手球、籃球、排球的球面材料和各種運(yùn)動(dòng)器械的輔助材料;
5、異形材:由于TPU材料可以通過注塑、擠壓、壓延等塑料加工方法加工成各種形狀,因而各種耐油、耐高溫、耐老化、高機(jī)械性能的各種裝飾線條更是TPU材料和TPE材料發(fā)揮其優(yōu)越性能的應(yīng)用領(lǐng)域。特別是熱塑性彈性體高的彈性,不受油、高溫水、惡劣環(huán)境的損害,已成為裝飾線條、密封條、軟硬配合裝飾條的材料。
(二)TPV的性能及應(yīng)用領(lǐng)域
TPV的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)既保證其具有良好的熱塑性流變性,易于成型加工,可采用注塑、擠出、壓延等成型方法,又保證其在常溫下的高彈性能,適用于生產(chǎn)各種工業(yè)設(shè)備的密封件、減震件、保護(hù)檔板及各種特殊用途的導(dǎo)管、管件等。
(三)TPE的性能及應(yīng)用領(lǐng)域
TPE既有PVC的耐臭氧性,耐天候老化性能,又有NBR(橡膠)的可交聯(lián)性,并改善了拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、抗撕裂性、耐熱性和耐燃性,還具有耐油、耐燃油、耐化學(xué)藥品、易著色等綜合性能。且主體材料PVC來源豐富,價(jià)格低廉,因而在多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
1.電線電纜
TPE可應(yīng)用于電線纜行業(yè),即使在特種電纜、海底電纜等領(lǐng)域也可與TPU和TPV相競(jìng)爭(zhēng)。
2.膠管
TPE可用作膠管材料,特別是耐油膠管和煤氣膠管。直接擠出成型,速度快,膨脹率小,制品表面光滑黑亮,管坯挺性好,尺寸易控制。產(chǎn)品經(jīng)過客戶測(cè)試和使用,普遍反映較好。
3.膠輥
膠輥是金屬芯經(jīng)一定的工藝加工外覆橡膠。由于膠輥表面橡膠層的微量彈性形變,使產(chǎn)品承受一定的壓力,適應(yīng)加工工藝的需要,同時(shí)又不致于產(chǎn)生過度的剪切應(yīng)力而損傷產(chǎn)品,具有廣泛的用途。長(zhǎng)期以來,膠輥大多用橡膠作外覆材料。TPE取代橡膠用于生產(chǎn)膠輥,特別適合要求淺色的、色彩鮮艷的膠輥,如乳膠手套生產(chǎn)線、印刷、印染、紡織行業(yè)所需要的膠輥。
4.鞋底料
TPE和TPU一樣,是新一代鞋底料。不但耐油性、耐溶劑性、耐曲撓龜裂和耐磨性方面性能優(yōu)良,而且比TPU價(jià)格便宜,已成為性能價(jià)格比高的鞋底材料。
此外TPE還可用于生產(chǎn)泡沫塑料、防護(hù)涂層、阻燃輸送帶、各種異形材、軟硬結(jié)合的裝飾和裝飾條的生產(chǎn)中。
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