熱塑性聚氨酯彈性體TPU材料的分子結構介紹
TPU材料基本概念:熱塑性聚氨酯彈性體(Thermoplastic polyurethane):可加熱塑化,化學結構上沒有或很少交聯(lián),其分子基本是線性的,然而卻存在一定的物理交聯(lián)。這類聚氨酯稱為TPU。
TPU材料與各類熱塑性彈性體TPE的性能對比
聚氨酯TPU熱塑性彈性體的近程分子結構
PU合成的反應和副反應比較復雜,但合成TPU 的最基本的反應是由多元醇和異氰酸酯反應生成氨酯基。由此類含有氨酯基的結構鏈段為重復單元,再配以長鏈多元醇和短鏈多元醇(擴鏈劑)組合成硬段軟段相間的分子鏈結構,就是TPU的基本結構了。
聚氨酯TPU熱塑性彈性體的鏈段結構結構
聚氨酯TPU熱塑性彈性體 的分子鏈結構(二級結構):大分子二元醇和異氰酸酯連接形成長分子鏈,因為分子鏈較長,表現(xiàn)為柔性,就成為在整個分子鏈中的軟段結構。短鏈二元醇(擴鏈劑)和異氰酸酯連接成短鏈結構,因為鏈短,表現(xiàn)為剛性,就成為分子鏈中的硬段結構。這樣硬段軟段相間的特殊結構賦予了TPU既有彈性又有不錯的機械性能且可熱塑加工的特殊性能,從而使TPU作為介于塑料和橡膠之間的一個新類高分子材料得到廣泛應用。對于不同的大分子多元醇,擴鏈劑和多異氰酸酯的選擇搭配可制取品種繁多各種性能的TPU產(chǎn)品。
聚氨酯TPU熱塑性彈性體軟硬段的組成
根據(jù)以上的基本結構,我們可以看出對于不同的應用范圍,TPU的配方和性能可進行非常多種類的排列組合。但是在現(xiàn)實設計配方和工業(yè)化生產(chǎn)時,卻會因為原材料(多元醇和多異氰酸酯以及擴鏈劑)相互的限制,從而使真正可用于很高端的應用的研發(fā)還是非常的困難。近年隨著更多種類異氰酸酯的開發(fā)成功,TPU的發(fā)展也正進入一個更高的階段。
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