耐热性热塑性聚氨酯弹性体的制备与性能
热塑性聚氨酯(PU)弹性体TPU的合成、加工以及性能解析
热塑性聚氨酯（PU）弹性体TPU的合成、加工以及性能解什么是聚氨酯TPU?.热塑性聚氨酯TPU,是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯。
热塑性聚氨酯与混炼型和浇注型聚氨酯比较，化学结构上没有或很少有化学交联，其分子基本上是线性的，然而却存在一定量的物理交换。
所谓物理交换的概念，在1958年由SchollenbergeC.S.首先提出，是指在线性聚氨酯分子链之间，存在着遇热或溶剂呈可逆性的“连接点”，它实际上不是化学交联，但起化学交联的作用。
由于这种物理交联的作用，聚氨酯形成了多相形态结构理论，聚氨酯的氢键对其形态起了强化作用，并使其耐受更高的湿度。
聚氨酯TPU有哪些分类?既然知道了热塑性聚氨酯TPU是什么，那它有哪些分类呢？按划分标准的不同，TPU可以有很多不同的分类。
比如，按软段结构可分为聚酯型、聚酸型和丁二烯型，它们分别含有酯基、酸基或丁烯基。
按硬段结构分为氨酯型和氨酯麻型，它们分别由二醇扩链剂或二胺扩链剂获得。
普遍常见的划分是分为聚酯型和聚酸型。
按有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。
前者是纯线性结构，无交联键；后者是含有少量H尿基甲酸酯等交联键。
按制成品用途可分为异型件（各种机械零件）、管材（护套、棒型材）和薄膜（薄片、薄板）以及胶粘剂、涂料和纤维等。
聚氨酯TPU是怎样合成的?热塑性聚氨酯TPU虽然有很多分类，但从分子结构上来说，都是属于聚氨酯。
那么，它是怎么聚合而成的呢？按照合成工艺的不同，主要分为本体聚合和溶液聚合。
在本体聚合中，又可按有无预反应分为预聚法和一步法：预聚法是将二异鼠酸酯与大分子二醇先行反应一定时间，再加入扩链生产TPU；一步法是将大分子二醇、二异酸酯和扩链剂同时混合反应成TPUo溶液聚合是将二异氟酸酯先溶于溶剂中，再加入大分子二醇令其反应一定时间，最后加入扩链剂生成TPUoTPU的软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集态会影响TPU的密度，密度大约在1.10-1. 25之间，与其他橡胶和塑料无显著差异。
热塑性聚氨酯弹性体简介介绍
制备原料
二异氰酸酯
是热塑性聚氨酯弹性体的重要 原料之一，常用的有二苯甲烷 二异氰酸酯、环己烷二异氰酸
酯等。
聚醚多元醇
作为弹性体的软段，常用的聚 醚多元醇有聚乙二醇、聚丙二 醇等。
扩链剂
用于调节弹性体的分子量和交 联度，常用的扩链剂有二元醇 、二元胺等。
催化剂
促进反应的进行，常用的催化 剂有有机锡催化剂、胺类催化
特性
热塑性聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、耐油性、耐化学品腐蚀性、抗紫外线 和氧化性能。同时，它还具有良好的加工性能，如可注塑、挤出、吹塑、压延 等。
类型与分类
类型
根据分子结构的不同，热塑性聚氨酯弹性体可分为聚酯型和聚醚型两大类。聚酯 型热塑性聚氨酯弹性体由二元醇与二元酸通过酯化反应制得，而聚醚型热塑性聚 氨酯弹性体由二元醇与环氧乙烷或环氧丙烷通过开环聚合制得。
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热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势
热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势
• 热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是一类具有优异弹性、耐磨性、耐油性、耐化学品性和耐候性的高分子材料。它在众多领域得 到了广泛应用，如汽车、鞋材、电线电缆、医疗器械、体育器材等。下面将对热塑性聚氨酯弹性体的研究与发展趋势进行 详细介绍。
分类
热塑性聚氨酯弹性体还可根据其硬度、分子量、结晶度等参数进行分类。不同类 别的热塑性聚氨酯弹性体在性能和应用上会有所区别。
应用领域
鞋材领域
热塑性聚氨酯弹性体在鞋材领域中应用广泛，如 鞋底、鞋面、鞋垫等部件。它具有良好的耐磨性 、弹性和舒适性，能提高鞋子的使用寿命和穿着 体验。
电缆护套
热塑性聚氨酯弹性体还可用于电缆护套的制造。 它具有优良的电气绝缘性能、耐磨性和耐候性， 能保护电缆免受外界环境的侵蚀，提高电缆的使 用寿命。
基于聚氨酯材料的热塑性弹性体的制备及其性能研究
基于聚氨酯材料的热塑性弹性体的制备及其性能研究聚氨酯是一类具有独特性质的高分子材料，其在工业和生活中有着广泛的应用。
其中，基于聚氨酯材料的热塑性弹性体是一种新型的高分子材料，其具有优异的可塑性和弹性，可广泛用于汽车、建筑、家居等领域。
本文将介绍热塑性弹性体的制备方法以及其性能研究进展。
一、热塑性弹性体的制备方法热塑性弹性体的制备需要选择适宜的原材料和制备工艺，以下将具体介绍聚氨酯热塑性弹性体的制备方法。
1. 原材料选择聚氨酯热塑性弹性体的制备主要依赖于两种原材料：聚氨酯原料和交联剂。
聚氨酯原料包括两种：聚异氰酸酯和聚醚多元醇。
聚异氰酸酯是一种含有异氰酸酯基团的多聚体，而聚醚多元醇是一种含有羟基的多元醇。
两者在一定的反应条件下可以通过反应来制备聚氨酯。
交联剂主要是聚醚二醇乙二醇醚基的聚氧化亚乙基三醇。
交联剂的添加可以增加热塑性弹性体的交联度，提高其强度、刚性和耐热性等性能。
2. 制备工艺将聚异氰酸酯和聚醚多元醇按一定比例混合搅拌，加入交联剂，在高温下进行加速反应和串联反应，得到聚氨酯热塑性弹性体。
热塑性弹性体的制备工艺对其性能有着较大的影响。
需要在制备过程中控制反应条件，如温度、时间、原料比例等，以得到理想的物理和化学性能。
二、热塑性弹性体的性能研究热塑性弹性体具有优异的物理和化学性质，以下将介绍其主要的性能研究进展。
1. 机械性能热塑性弹性体具有优异的拉伸强度、断裂伸长率和回弹率等性能，主要归结于其高度交联的三维网络结构和柔性的线性链段。
研究发现，通过改变交联剂的添加量和反应条件等，可以显著影响热塑性弹性体的机械性能。
2. 热稳定性热塑性弹性体在高温下也具有较好的稳定性，不易发生热分解和氧化反应。
研究发现，聚氨酯中芳香基的含量与其热稳定性密切相关，增加芳香含量可以有效提高热塑性弹性体的热稳定性。
3. 耐光性热塑性弹性体在阳光下会发生老化，如色泽变化、硬化、开裂、脆化等。
研究表明，引入紫外线吸收剂可以有效提高热塑性弹性体的耐光性，防止其老化。
热塑性聚氨酯材料的制备及应用
热塑性聚氨酯材料的制备及应用热塑性聚氨酯（TPU）材料是一种高密度、高强度的聚合物，有着优异的耐磨性、柔软性、耐化学腐蚀性和耐高温性能。
因此，热塑性聚氨酯材料在众多领域得到了广泛应用，如汽车、建筑、电子、医疗等行业。
本文将从热塑性聚氨酯材料的制备和应用两个方面进行探讨。
一、热塑性聚氨酯材料的制备热塑性聚氨酯材料的制备主要分为以下几个步骤：1.原材料准备热塑性聚氨酯材料的主要原料是聚醚或聚酯等多元醇与二异氰酸脂的反应产物。
其中，多元醇可以是聚醚三元醇、聚酯三元醇等，二异氰酸脂可以是二异氰酸酯、二异氰酸酰胺等。
2.反应制备首先将多元醇与二异氰酸脂按照一定的比例混合均匀，然后在一定的温度下进行反应，使其形成热塑性聚氨酯材料。
在反应的过程中，需要加入一些催化剂、稳定剂和其他添加剂，以提高其性能和稳定性。
3.加工成型制备好的热塑性聚氨酯材料可以通过注塑、挤出、吹塑等方式进行加工成型。
这些加工方式可以根据不同的形状和要求进行调整，从而得到最优质的成品。
二、热塑性聚氨酯材料的应用1.汽车领域热塑性聚氨酯材料在汽车领域有着广泛的应用，特别是在汽车内饰和座椅的生产中。
热塑性聚氨酯材料可以制成柔软、舒适的座椅垫、扶手和门板等部件，同时具有耐磨性和高强度。
2.建筑领域热塑性聚氨酯材料在建筑领域中的应用越来越广泛。
它可以制成符合建筑物温度、压力和防火等要求的绝缘材料、防水材料和隔声材料。
这些材料可以有效减少建筑物的能量消耗和噪音污染。
3.医疗领域热塑性聚氨酯材料在医疗领域中也有着广泛应用。
它可以制成各种医疗用品，如外科手术器械、人工心脏瓣膜、人造组织和器官等。
这些医疗用品具有柔软性、易清洁和低过敏性的特点，对患者的健康安全也具有重要意义。
4.电子领域热塑性聚氨酯材料在电子领域中也有广泛应用。
它可以制成高耐磨的电子零部件、防静电材料和柔性线路板等。
这些材料可以有效保护电子设备的安全，提高电子设备的可靠性和稳定性。
总之，热塑性聚氨酯材料在众多领域中都有着广泛应用。
实验十一：热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构和性能表征
中山大学工学院2011级生物医学工程专业《高分子化学》课程实验报告姓名学号成绩日期同组姓名指导教师实验十一:热塑性聚氨酯弹性体的制备及其结构和性能表征一、实验目的:1、掌握聚氨酯的制备工艺。
2、掌握通过调节软硬度按比例调节聚氨酯的性能。
3、了解拉力机的使用方法,掌握测定高分子材料力学性能的方法。
二、仪器与药品仪器:250ml三口烧瓶、橡皮塞、弯管塞、锥形瓶、油浴、温度计、恒压滴液漏斗、冷凝管、搅拌装置、磁力搅拌器、自制模具、电子天平、电子拉力试验机、减压装置、氮气包。
药品:聚乙二醇(PEG)(数均相对分子量=1000,平均官能度为2,在90℃真空干燥2h后使用),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇(BDO)(分子筛脱水,重蒸馏后使用)三、实验原理1、热塑性聚氨酯弹性体的制备1线性热塑性聚氨酯弹性体的制备一般是由二元羟基化合物与二元异氰酸酯反应形成预聚体,在家小分子二元醇或二元胺类扩链剂经不同的后处理得到的。
多羟基化合物可以是含端羟基的聚酯或者聚醚。
聚氨酯的柔软性可由多羟基化合物的相对分子质量以及在体系中的用量来调节。
线性热塑性聚氨酯弹性体的制备可以分两步进行。
首先是二异氰酸酯与低分子量的二元羟基化合物,制得端基含-NCO基的多异氰酸酯预聚物。
第二步是预聚物与扩链剂发生化学反应。
合成聚氨酯弹性体中需要注意几个问题:温度、预聚和熟化时间的确定以及合适的(NCO)/(OH)比值。
(1)温度。
合成反应温度对反应速度、副反应以及体系黏度等方面有较大的影响。
根据阿累尼乌斯方程,温度的升高有利于反应速度的提高,从而缩短反应时间,并且也可极大地降低反应黏度,增加反应的可操作性。
但是过高的温度也增大了副反应的可能性,从而严重影响聚氨酯的性能。
当体系充分脱水之后,在合成聚氨酯的过程中将主要存在以下反应:(i)异氰酸酯与羟基反应生成氨基甲酸酯;(j)氨基甲酸酯与二异氰酸酯反应生成脲基甲酸酯。
此外,当催化剂存在并且温度较高时,异氰酸酯还会产生二聚、三聚和多聚作用生成脲酐、三聚异氰酸酯和线性高分子聚合物,但这些反应发生的可能性较小。
耐热聚氨酯弹性体的制备及性能研究_刘运学
2 结果与讨论
2. 1 石墨加入量对 PU 弹性体力学性能的影响
石墨一般分为无定形态、片状晶体、高 结晶态。片 状石墨
( 1. Schoo l o f Mat er ials & Met allur gy, N ort heast em Univer sit y, Shenyang 110004; 2. Schoo l of M at er ial Science and Engineering , Sheny ang Jianzhu Univer sit y, Shenyang 110168)
2. 2 石墨对 PU 弹性体热稳定性能的影响
2. 2. 1 T G A 曲线 实验发现, 石墨不仅可以 提高 PU 弹性体 的力学 性能, 同
样也能够提高其耐温性能。以石墨加入量 12% 为例。聚 酯型 与聚醚型弹性体的 T G A 曲 线如 图 4 和 图 5 所示。由 图 4 可 知, 纯聚酯型 PU 弹性体热分解温 度为 280 , 与石 墨复合后, 热分解温度提高至 310 , 增加 了 30 。由 图 5 可知, 石 墨同 样能够提高聚醚型 PU 弹 性体的 热分 解温 度。纯聚 醚型 P U 弹性体热分解温度为 260 , 与石墨 复合后, 热 分解 温度提 高 至 300 , 增加了 40 。可见在石墨 加入量相 同的前 提下, 石 墨对复合体系热稳定性的影响, 聚醚型要大于 聚酯型。
Vo l 35 No 12 18
化工新型材料 N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S
热塑性聚氨酯材料的制备与性能研究
热塑性聚氨酯材料的制备与性能研究热塑性聚氨酯（TPU）材料是一种性能优异、可塑性强的高分子材料。
近年来，其应用领域不断扩大，如汽车制造、鞋材、运动器材、医疗器械等。
本文将对TPU材料的制备与性能进行研究探讨。
一、TPU材料的制备TPU材料的制备通常采用热溶法或反应挤出法。
热溶法是指将聚氨酯预聚体与链延长剂加热混合，形成具有可挤出性的均匀混合物，再通过挤出成型、冷却定型等步骤来制备成材料。
反应挤出法则是把聚氨酯预聚体和四己基二异氰酸酯（HDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）等异氰酸酯混合，加热到反应温度（100℃左右），经过一定时间的混合反应，使链延长剂与异氰酸酯反应产生聚氨酯分子，最后通过挤出成型等步骤来制备材料。
两种制备方法的选择取决于应用的具体要求。
二、TPU材料的性能研究1.力学性能TPU材料的力学性能受材料的化学结构和制备方法等因素的影响。
研究表明，TPU的拉伸强度和弹性模量随着分子量的增加而增大，但延伸率相应变小。
此外，TPU的力学性能还受到材料含水量、温度、变形速度等因素的影响。
2.热性能TPU材料的热性能是其应用领域的重要性能之一。
研究发现，TPU的玻璃转化温度（Tg）与其分子量和组分有关。
普通TPU的玻璃转化温度一般为-50℃左右，而高分子量的TPU则可达-20℃以上。
此外，TPU的热稳定性也是其热性能的关键指标之一。
3.耐磨性和耐化学品性TPU材料具有很好的耐磨性和耐化学品性，这使得它成为一种重要的工程塑料。
研究表明，TPU的耐磨性能受分子量和硬度的影响，分子量和硬度越大，耐磨性能越好。
而TPU的耐化学品性能则取决于其化学结构和材料中出现的含氢基团、含羟基团等。
三、TPU材料的应用前景热塑性聚氨酯（TPU）材料在汽车、机械、塑料制品、医疗器械、运动器材等领域中有着广泛的应用前景。
其中，汽车制造是TPU的重要应用领域之一。
TPU可以用于汽车座椅、内饰件、橡胶密封件等。
此外，TPU还可以用于制造高弹性鞋材、柔软的木地板涂层、高挥发注塑成型制品等。