TPU具有高耐磨性、抗彎曲疲勞性、加工性、耐油性、耐水性、防霉性、可回收性、高彈性和各種性能。它可以用于各種汽車零件,也可以與其他塑料或橡膠結合使用,用于汽車保險杠、安全氣囊、防塵罩和其他零件。那么大家對TPU的分子結構了解多少呢?下面鼎智小編就來詳細介紹下。
1、分部結構
TPU是一種(AB)n型嵌段線性聚合物,由柔性軟段和剛性硬段組成。不同段結構的TPU具有不同的性能,段結構的類型主要取決于原材料的類型。在分子結構中引入側基會降低大分子之間的定向結晶度,導致力學性能下降和溶脹性能差;一定量的化學交聯可以提高彈性體的拉伸應力和耐溶劑性,并減少永久變形。
2、硬段內容
硬段含量是指硬段的質量百分比,是配方設計中的一個重要參數。硬段含量直接影響氫鍵、微相分離度和結晶度,是決定其形貌的主要因素。一般來說,隨著硬段含量的增加,TPU的硬度、模量和撕裂強度增加,而斷裂伸長率降低。
3、異氰酸酯指數
由于TPU的合成機理是官能團之間的逐步聚合反應,異氰酸酯指數R0(二異氰酸酯與齊聚物乙二醇的摩爾比)直接影響分子量。當R0為≤ TPU,分子量隨R0的增加而增加。當r0=1時,分子量達到較大值,然后繼續增加r0值,分子量再次開始下降。當R0在0.95和1之間時,TPU模量、拉伸強度和撕裂強度隨R0的增加而增加。
4、分子量和分子量分布
TPU的分子量對其力學性能有重要影響。隨著TPU分子量的增加,拉伸強度、模量和耐磨性增加。當分子量達到一定程度時,這些性質趨于穩定。TPU的撕裂強度和彎曲強度隨分子量的增加而降低。一方面,TPU物理交聯降低了其自由體積;另一方面,TPU分子鏈的高糾纏度和物理交聯的增加降低了其內部流動性。當受到外力時,分子鏈的重排不容易實現,施加的應力無法有效降低。
當低分子量組分的比例較大時,對彈性體的耐熱性和機械性能極為有害,而當高分子量組分的比例過大時,會給加工和成型帶來不便。因此,應根據TPU的具體加工要求,調整不同用途TPU的適當分子量和分子量分布。
5、原料純度
1,4-丁二醇(MDI)是TPU中常用的擴鏈劑,很容易吸水。其純度和含水量直接影響到實際生產價值,并對產品的分子量有很大影響。MDI易于自聚合。如果保存不好,很容易形成二聚體。多元醇的含水量、酸值和羥值隨批次的不同而不同,這極大地影響了TPU性能的穩定性。
一方面,原料中的水分和游離羧基與MDI反應,消耗部分MDI,導致配方設計不準確;另一方面,反應產生的氣泡起塑化作用,降低產品性能。因此,用于合成TPU的原料在使用前需要嚴格脫水。
以上關于TPU的分子結構就為大家分享到這里,總的來說,TPU具有其它塑料材料所無法比擬的強度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性,同時他具有高防水性透濕性、防風、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多優異的功能。