低分子多元醇(扩链剂)
TPU中文名称热塑性聚氨酯弹性体,是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子化合物。
TPU的合成方法按有无溶剂可分为两类:无溶剂的本体聚合法和有溶剂的溶液聚合法。本体聚合按反应步骤又可分为一步法和预聚体法。
一步法是将低聚物二元醇、二异氰酸酷和低分子多元醇(扩链剂)同时混合生成。一步法工艺简单,操作方便,但其反应热难以排除,易产生副反应。
李凡等用一步法合成了聚酯型热塑性聚氨酯弹性体,首先在反应器中称取配方量的聚酯多元醇和低分子多元醇(扩链剂),丁二醇,升温至120℃真空脱水。
迅速加入已预热的快速搅拌均匀,倒入已预热的容器中,于120℃真空焙烘,再降温至100℃烘得浅黄色半透明聚氨酯产物,之后在平板压机上压制成试片,制备的TPU具有较高的力学性能和阻尼性能。
TPU可加热塑化,化学结构上没有或很少交联,其分子基本是线性的,然而却存在一定的物理交联,主要有聚酯型和聚醚型之分,是一种新型的有机高分子化合物材料。它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,弹性好,是一种各项性能优异,可以代替橡胶,软性聚氯乙烯PVC材料。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000类产品与美国的740M结构相类似,属于同系列化合物,740M已被美国FDA批准可用于食品药品接触场合,P-1000亦应为无毒产品,使用时不会对工作场所和周围人群造成威胁。
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途:
聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯,P1000为液体,因此可在室温下与预聚体混合,浇注和硫化,它可作为TDI和MDI体系的扩链剂,也可作为环氧树脂固化体系的柔性改性剂。应用领域包括浇注、涂料、黏合剂、密封剂和喷涂体系,由于它的易加工性,决定了它特别适用于现场加工。XYLINK P-1000的室温硫化体系与MDI/二醇热硫化体系相比,不仅操作工艺简单,而且性能优于后者。另外在室温下硫化所得到的弹性体的收缩率低,这也是该扩链剂的一大特点。
它优异的物理性能,例如耐磨性、回弹力都好过普通聚氨酯、PVC,耐老化性好过橡胶,是介于橡胶和塑料的一类高分子材料,在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用,可以说是替代PVC和PU,以满足越来越多领域的环保要求的最理想的材料。被国际上称为新型环保聚合物材料。
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的弹性体,具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能,加工性能好,广泛应用于国防、医疗、食品等行业。
热塑性聚氨酯弹性体,以其优异的性能和广泛的应用,已成为重要的热塑性弹性体材料之一,其分子基本上是线型的,没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联,氢键对其形态起到强化作用,从而赋予许多优良的性能,如高模量、高强度,优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性。
这些良好的性能使得热塑性聚氨酯被广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等许多领域。最终制品一般不需要进行硫化交联,可以缩短反应周期,降低能耗。由于它基本上是线型结构聚合物,可采用与热塑性塑料同样的技术和设备来加工,如注塑、挤出、吹塑、压延等,特别适用于大批量生产的中、小型尺寸部件。废弃物料能够回收并重新利用,生产或加工过程中可使用不同助剂或填料来改善某些物理性能并降低成本。
TPU颗粒及粉状物:
聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类,白色无规则球状或柱状颗粒,相对密度1.10~1.25,聚醚型相对密度比聚酯型小。聚醚型玻璃化温度为100.6~106.1℃,聚酯型玻璃化温度108.9~122.8℃。聚醚型和聚酯型的脆性温度低于-62℃,聚醚型耐低温性能优于聚酯型。
聚氨酯热塑性弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温,有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能,在潮湿环境中聚醚型酯水解稳定性远超过聚酯型。
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