TPU(热塑性聚氨酯)与POM共混物的制备及性能

TPU（热塑性聚氨酯）与POM共混物的制备及性能

聚甲醛POM的情况：

性能特点：

POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有好的抗蠕变特性，几何稳定性和抗冲击特性。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达2%-3.5%。对于不同的材料有不同的收缩率。

需要改进的性能：

聚甲醛在成形加工过程中极易结晶，生成尺寸较大的球晶，当材料受到冲击时，这些尺寸较大的球晶容易形成应力集中点，造成材料的破坏，所以POM缺口敏感性大，缺口冲击强度低，成型收缩率高,制品易产生内应力,难于紧密成型。

本实验制备TPU与POM共混物的目的：

为了更好地适应高速,高压,高温,高负荷等苛刻的工作环境,进一步扩大POM的应用范围,需进一步提高聚甲醛的冲击韧性,耐热和耐摩擦等性能。

TPU与POM共混物的制备和应用价值：

我国聚甲醛行业处在产业寿命周期的初始期，产品结构性短缺更加突出，高性能产品基本依赖进口或者由国内独资的大型跨国公司所掌控。汽车，通信，机械，电子，航空航天，核电，轨道交通，飞机，新能源等产业的技术升级对高性能工程塑料，结构性材料和复合材料的需求不断增长。

一，实验方案

1,TPU与POM共混物的制备

采用双螺杆挤出熔融共混的方法制备了聚甲醛和聚氨酯共混物。POM，TPU和增容剂分别以不同的比例混合均匀，在双螺杆挤出机上熔融共混，挤出造粒。

2,TPU与POM共混物的性能检测及表征

力学性能测试：缺口冲击强度按GB/T1843-1994测试；拉伸试验按GB/T1040-1992测试。

SEM：形态样品经液氮低温脆断，断口在常温下经N,N-二甲基酰胺刻蚀处理后喷金；磨损表面直接喷金，然后进行电子显微镜扫描实验。

二，实验结果预测

1,TPU与POM共混物形态分析

通过电子显微镜扫描可得，未加增容剂的共混物中橡胶粒子呈大小不等的球状且分布不均匀，说明POM与TPU的相容性较差，两相间的分子相互渗透较少，两相界面的黏结强度较低。而加入增容剂的共混物中，橡胶粒子分散趋于均匀且部分呈细条状，这不仅增大了分散相粒子与基体的接触面积，而且减少了粒子间间距，增强了粒子间应力场的叠加，说明增容剂Z的加入减少了界面张力，改善了POM与TPU之间的相容性。

2,TPU与POM共混物的力学性能分析

加入增容剂后合金的冲击强度提高了50%，这是由于增容剂Z促进了分散相TPU的分散，使POM与TPU很好地形成均匀的海-岛结构；能够在POM与TPU分子之间形成一种类似于互穿网络结构的物理或化学或者两者兼而有之的区域，从而大大的提高了冲击强度。但是，增容剂Z过多时，粒子分散程度不再有明显变化，与基体之间的连接已发展完善，而且本身强度低，韧性有所回落。

随TPU用量的增加，共混物的拉伸强度和弯曲模量逐渐降低。这是由于随着弹性体

含量的增加，有更多的弹性体粒子产生应力集中，诱发其周围基体产生银纹和形变；并且粒子数量的增加使得粒子间距越来越小，从而使分散相粒子诱发的银纹和形变相互干扰大。这两个原因产生的结果使得在外力作用下，形变变得更容易，因此力学性能下降。

3，结论

（！）随着TPU含量的增加,共混物的缺口冲击强度随之增加,而拉伸强度和弯曲模量逐渐降低。

（2）扫描电镜表明增容剂Z提高了基体与增容剂两相间界面黏结,显示了一定的增容作用。