电线电缆材料之热塑性聚氨酯弹性体

电线电缆材料之热塑性聚氨酯弹性体(TPU)简介一、TPU简介热塑性聚氨酯弹性体简称TPU,是一类由多异氰酸酯和多羟基物,借助链延伸剂加聚反应生成的线型或轻度交联结构的聚合物。热塑性聚氨酯弹性（TPU）是一种介于一般橡胶与塑料之间的弹性材料,具有独特的综合性能:强度高、硬度高、模量高和伸长率高,并且还有很好的耐油、耐低温、耐臭氧老化等特性,其耐磨性更是首屈一指。因此,TPU的应用领域非常广泛,已成为国民经济和人民生活中不可缺少的一种宝贵材料。二、Tpu结构热塑性聚氨酯弹性（TPU）根据结构特点可分为全热塑型和半热塑型.全热塑型分子之间不存在化学交联键，仅有以氢键为主的物理交联键，可溶于二甲基甲酰胺等溶剂；后者分子之间含有少量脲基甲酸酯化学交联键，这些化学交联键在热力学上是不稳定的，在150℃以上的加工温度下会断裂，成型冷却后又会再生聚氨酯大分子中的聚醚或聚酯链段非常柔顺，呈无规卷曲状态，通常称之为柔性链段；而有的链段是由小的烃基、芳香基、氨基甲酸酯基或取代脲基组成，在常温下伸展成棒状，不宜改变其构形构象，这种链段比较僵硬，一般称之为刚性链段。所有聚氨酯分子均可以看作是柔性链段和刚性链段交替连接而成的(AB)n型嵌段共聚物。在聚氨酯弹性体聚集态结构中，分子中的刚性链段由于内聚能很大，彼此缔合在一起，形成许多被称之为微区的小单元，这些小单元的玻璃化温度远高于室温，在常温下它们呈玻璃态、次晶或微晶，因此把它们称之为塑料相。聚氨酯弹性体分子链中的柔性链段也聚集在一起，构成聚氨酯橡胶的基体，由于其玻璃化温度低于室温，故称之为橡胶相。在聚氨酯弹性体的聚集态结构中，塑料相不溶于橡胶相，而是均匀分布在橡胶相中，常温下起到弹性交联点的作用，此现象称之为微相分离。正是因为能发生微相分离，所以聚氨酯弹性体具有高强度、高硬度、高弹性和很好的低温性能相结合的优点热塑性聚氨酯不同于其它热塑性弹性体的优异性能如下：(1)硬度范围广(邵氏硬度65~80)；(2)机械性能优越(拉伸强度为30~60MPa，断裂伸长率为300%~700%)；(3)耐屈挠性优越；(4)耐寒性好(低温脆化温度在-60℃以下)；(5)在所有热塑性弹性体中，TPU的耐磨性最高；(6)为耐油性橡胶，具有优越的耐矿物油和耐动物油性能；(7)注压和挤出成型时可使用通用的塑料成型机。三、TPU的应用热塑性聚氨酯弹性（TPU）具有优异的耐磨性、较高的拉伸强度和伸长率，同时兼具低温柔韧性，以及硬度范围广、承载能力大等性能，应用范围十分广泛，如汽车车体外部配件、电缆护套、工业胶管、齿轮、密封件、胶带、滑雪鞋和各种胶轮等。但是，由于TPU生产成本高、加工性能不如聚烯烃等，从而限制了它的进一步推广应用。因此，人们正在通过各种努力，在TPU中掺加与之相容的廉价聚合物，制成聚合物“合金”，从而达到降低成本、改善某些特殊性能的目的。