Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer (TPU), auch bekannt als Polyurethan-Kautschuk, gehört zu einer Klasse von Elastomer-Polymermaterialien, die eine hohe Anzahl an Urethangruppen (-NHCOO-) in der Molekülkette enthalten. Es entsteht durch die Wechselwirkung von oligomeren Diisocyanaten mit Polyether- oder Polyesterpolyolen mit endständigen Hydroxylgruppen und Diolkettenwachstumsmitteln mit niedrigem Molekulargewicht.
Polyurethanelastomere sind Blockpolymere, die im Allgemeinen aus einer flexiblen langen Polyolkette zur Bildung des Weichsegments und einem Diisocyanat und Kettenverlängerer zur Bildung des Hartsegments bestehen. Harte Segmente und harte Segmente sind in geordneter Weise abwechselnd angeordnet, um eine sich wiederholende Struktur aus kristallinen Einheiten zu bilden, die dem Elastomer eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und einen hohen Schmelzpunkt sowie andere Eigenschaften verleihen. Die weichen Segmente sind in einer ungeordneten Windung angeordnet und bilden eine amorphe Zone, die dem Elastomer Flexibilität, Elastizität, Hygroskopizität und Kältebeständigkeit verleiht.
Die Molekülkette des Polyurethan-Elastomers enthält eine große Anzahl von Ammoniakestergruppen sowie Ether-, Ester- und Harnstoffgruppen mit starken Wasserstoffbrückenbindungen. Formulierungen aus einer Vielzahl von Ethern und Estern können zu Polyurethan-Elastomersorten mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften führen. Diese Strukturmerkmale verleihen Polyurethan-Elastomeren eine hervorragende Abriebfestigkeit, Zähigkeit und hohe Elastizität sowie eine einfache Kompatibilität mit anderen Polymeren, beispielsweise ABS-Kunststoff.
TPU und ABS (Acrylnitril-Butadien-Phenylethylen-Pfropfcopolymer) können in jedem Verhältnis gemischt werden, sie sind jedoch immer noch thermodynamisch inkompatibel und bei einer relativ geringen Menge an TPU ist das TPU als dispergierte Phase im ABS verteilt. Wenn TPU und ABS miteinander vermischt werden, entsteht ein synergistischer Effekt, sodass die Leistung der entsprechenden Komponenten den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht werden kann.
1. Fügen Sie ABS zu TPU hinzu, die Dichte des Materials nimmt ab und die Dehnung nimmt ab. Reißfestigkeit, erhöhter Modul, Ozonbeständigkeit und Verarbeitungsleistung wurden verbessert, die Kosten sanken;
2. Fügen Sie TPU in ABS hinzu, wodurch die Abriebfestigkeit, Scherfestigkeit und Leistung bei niedrigen Temperaturen des Materials verbessert wurde, während die Endbearbeitungsleistung, die chemische Beständigkeit und die Ölbeständigkeit des Materials erheblich verbessert wurden.
TPU-Bildung und Kombination von Diversität, eine breite Palette von Sorten, es gibt Mischtyp, Gusstyp und Thermoplasttyp, die chemische Struktur ist auch komplexer und die Leistung verschiedener, wie z. B. Polyester-TPU, hat hohe mechanische Eigenschaften und eine gute Ölbeständigkeit , aber die Wasserbeständigkeit ist schlecht; Die Niedertemperatur- und Wasserbeständigkeit des Polyether-TPU ist besser als beim Polyestertyp, aber die Ölbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften sind schlechter als beim Polyestertyp. Im Allgemeinen haben alle gute physikalische Eigenschaften, ihre Leistung liegt zwischen allgemeinem Gummi und Thermoplasten, TPU wird im Allgemeinen in Compoundierung, Gießen und Thermoplast unterteilt.
TPU ist ein Blockcopolymer, das Verhältnis von Hart- und Weichkomponenten bestimmt die Leistung von TPU. Das harte Segment hat besondere Auswirkungen auf Modul, Härte und Reißfestigkeit, während das weiche Segment hauptsächlich die Elastizität und die Leistung der Produkte bei niedrigen Temperaturen beeinflusst. TPU verfügt über eine ausgezeichnete Flexibilität und Belastbarkeit und kann von sehr weich bis sehr hart sein, von sehr guter Flexibilität zur Steifigkeit, oder vom hydrophilen Typ, der Feuchtigkeit absorbieren kann, bis zum hydrophoben Typ, der Wasser abweisen kann und eine hohe Elastizität in einem weiten Härtebereich (Shore A10-D75) und eine hohe Tragfähigkeit als andere Elastomere in derselben behält Härte. Höhere Belastbarkeit als andere Elastomere bei gleicher Härte.
TPU hat eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit, seine Abriebfestigkeit ist 2-10-mal höher als die von Naturkautschuk; Die Bruchdehnung beträgt 600 bis 800 Prozent und ist damit 300 Prozent höher als die von Naturkautschuk.
Die Schlagfestigkeit von TPU ist relativ hoch, die Dichte beträgt 1,14-1,22 g/cm3, die Zugfestigkeit beträgt 30-65MPa, Ester-TPU ist etwas höher als Ether-TPU; Die thermische Leistung ist ebenfalls hoch. Bei einer Temperatur von -50 ~ 90 Grad über einen längeren Zeitraum zeigt sich auch eine gute weiche Elastizität.
TPU weist eine gute Chemikalienbeständigkeit, Ölbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Sauerstoffbeständigkeit, Ozonbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Vibrationsbeständigkeit sowie eine relativ hohe Hitzebeständigkeit auf, während die Form- und Verarbeitungskosten niedrig sind.
Im Vergleich zu Metallmaterialien bieten TPU-Produkte die Vorteile von geringem Gewicht, geringem Geräuschpegel, Abriebfestigkeit, geringen Verarbeitungskosten und Korrosionsbeständigkeit usw.; Im Vergleich zu Kunststoffen hat TPU die Vorteile von nicht sprödem, elastischem Gedächtnis, Verschleißfestigkeit usw.; Im Vergleich zu Gummi bietet TPU die Vorteile von Abriebfestigkeit, Schnittfestigkeit, Reißfestigkeit, hoher Tragfähigkeit, Verguss, Ausgießen und einem breiten Härtebereich.
Die Witterungsbeständigkeit von TPU ist relativ schlecht, da es bei Sonneneinstrahlung anfällig für Alterungsabbau ist, daher sollten bei der Verarbeitung Antioxidantien und Lichtstabilisatoren zugesetzt werden.
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