彈性體是指玻璃化轉變溫度低于室溫,斷裂伸長率>50%,外力撤銷后復原性比較好的高分子材料。玻璃化溫度高于室溫的高分子材料稱為塑料。在彈性體中斷裂伸長率較大(>200%),100%定伸應力較小,彈性較好的可稱為橡膠。彈性體是比橡膠更為廣泛的一類高分子材料。聚氨酯彈性體是彈性體中比較特殊的一類。從分子結構看,聚氨酯彈性體是一種嵌段聚合物,一般由低聚物多元醇柔性長鏈構成軟段,以二異氰酸酯及擴鏈劑構成硬段,硬段和軟段交替排列,形成重復結構單元。除含有氨酯基團外聚氨酯分子內及分子間可形成氫鍵,軟段和硬段可形成微相區并產生微觀相分離。這些結構特點使得聚氨酯彈性體具有優異的耐磨性和韌性,以“耐磨橡膠”著稱。
聚氨酯彈性體按照制品的成型工藝大致可分為三類,即澆注型聚氨酯彈性體(CPU)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)和混煉型聚氨酯彈性體(MPU)。與通用的塑料與橡膠材料相比,TPU具有硬層度范圍廣、力學性能突出、耐高/低溫性能優異、加工性能好、環保性能優良、可塑性強、可設計性強、透明性好等優異特性,其既有橡膠材料的高彈性,又有工程塑料的高強度。以其優異的性能和廣泛的應用,已成為重要的熱塑性彈性體材料之一。與CPU和MPU相比較,TPU的分子鏈基本上是線型的,在化學結構上沒有或很少有化學交聯。線型聚氨酯分子鏈之間存在著許多氫鍵構成的物理交聯,氫鍵對TPU形態起強化作用,從而賦予其許多優良的性能,如高模量、高強度、優良的耐磨性、耐化學品、耐水解、耐高低溫和耐霉菌。
TPU按軟段結構可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型,它們分別含有酯基、醚基或丁烯基。按硬段結構分為氨酯型和氨酯脲型,它們分別由二醇擴鏈劑或二胺擴鏈劑獲得。普遍常見的劃分是分為聚酯型和聚醚型。
TPU按合成工藝的不同,主要分為本體聚合和溶液聚合兩種。在本體聚合中,又可按有無預反應分為預聚法和一步法。預聚法是將二異氰酸酯與大分子二醇先行反應一定時間,再加入擴鏈生產TPU;一步法是將大分子二醇、二異酸酯和擴鏈劑同時混合反應成TPU。溶液聚合是將二異氰酸酯先溶于溶劑中,再加入大分子二醇令其反應一定時間,最后加入擴鏈劑生成TPU。
合成出來的TPU粒子需要進行各種各樣的加工才能形成最終的制品,TPU的加工主要采用熔融法和溶液法。熔融加工是用塑料工業常用的工藝,如混煉、壓延、擠出、吹塑和模塑(包括注射、壓縮、傳遞和離心等);溶液加工是粒料溶于溶劑或直接在溶劑中聚合而制成溶液再進行涂覆、紡絲等。TPU制成最終產品,一般不需要進行硫化交聯反應,可以縮短生產周期,廢棄物料能夠回收重新加以利用。
為了降低產品成本和獲得額外性能,TPU常做為增韌劑可用于增韌多種熱塑性塑料及改性橡膠材料。由于聚氨酯是一種高極性聚合物,故能與極性的樹脂或橡膠相容,如與氯化聚乙烯(CPE)并用可制作醫用產品;與ABS共混可代替工程熱塑性塑料使用;與聚碳酸酯(PC)并用,有耐油、耐燃油、抗沖擊等性能,可用來制作汽車本體;與聚酯并用可提高其堅韌性能;另外能與聚氯乙烯、聚甲醛(POM)或聚偏氯乙烯良好相容;聚酯聚氨酯可與15%丁腈橡膠或與40%丁腈膠/聚氯乙烯共混膠良好相容;聚醚聚氨酯也能與40%丁腈膠/聚氯乙烯共混膠良好相容;另還可與丙烯腈一苯乙烯(SAN)共聚物共容;與反應性聚硅氧烷能形成互穿網絡(IPN)結構等。
作為性能優良的彈性體,TPU的下游產品應用非常廣泛,在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領域得到廣泛應用,如鞋材、軟管、線纜、醫療器械、汽車等交通工具等。其中抗黃變劑GSYPU?6019在TPU鞋材產品配方中具有廣泛的應用,可以有效提升TPU鞋材的耐黃變性能
標簽:   抗黃變劑GSYPU?6019