TPU 基本性能:
TPU 作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料,这从它的刚性看出来,TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa,TPU在10~1000Mpa,塑料(尼龙,ABS,PC,POM)在1000~10000Mpa。TPU 的硬度范围相当宽,从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性;TPU在很宽的温度范围内-40~120℃,具有柔性,而不需要增塑剂; TPT对油类(矿物油,动植物油脂和润滑油)和许多溶剂有良好的抵抗能力;TPU 还有良好的耐天候性,极优的耐高能射线性能。众所周知的耐磨性,抗撕裂性,屈扰强度都是优良的;拉伸强度高,伸长率大,长期压缩永久变形率低等都是TPU的显著优点。这里介绍的TPU性能包括三个方面:力学性能,物理性能和环境性能。
1. 力学性能:TPU弹性体的力学性能主要包括:硬度,拉伸强度,压缩性能,撕裂强度,回弹性和耐磨性能,耐屈扰性等,而TPU 弹性塑料的力学性能,除这些性能外,还有较高剪切强度和冲击功等。
(a)硬度:硬度是材料抵抗变形,刻痕和划伤的能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A(Shore A)和邵尔D(shore D)硬度计测定,邵尔A用于比较软的TPU,邵尔D用于较硬的TPU。硬度主要由TPU结构中的硬段含量来决定,硬段含量越高,TPU的硬度就会随之上升。硬度上升后,TPU的其他性能也会发生改变,拉伸模量和撕裂强度增加,刚性和压缩应力(负荷能力)增加,伸长率降低,密度和动态生热增加,耐环境性能增加。TPU的硬度与温度存在一定关系。从室温冷却降温至突变温度(-4~-12℃),硬度无明显变化;在突变温度下,TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性,这是由于软段结晶作用的结果。
(b)硬度与定伸应力和伸长率的关系以及硬度与撕裂强度的关系。随着TPU硬度的增加,100%定伸应力和300%定伸应力迅速增加,伸长率下降。这是由于硬度的增加主要是由于硬段含量增加的结果。硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形。若使材料变形必须提高应力,从而提高了定伸应力,同时伸长率下降。TPU硬度与撕裂强度的关系,随硬度增加,撕裂强度迅速增加,其理由亦与模量的解释相同。
TPU 加工成型:
〈一〉吸湿性:吸水的(ABS.尼龙,有机中玻璃)懦水的(聚乙烯)含水量大,易起泡,需干燥。
〈二〉塑料物态:
1、玻璃态:一般的塑料状态 TG 高于室温。
2、高弹态:温度商于 TG ,高聚物变得像橡胶那样柔软,有弹性。
3、粘流态:沾流化温度以上,高聚物相继出现塑料流动性与粘性液体流动区移,塑料成型加工就在材料的粘流态进引。
〈三〉流动性:
塑料在一定温度压力作用下,能够充分满模具型腔各部分的性能,称作流动性。
流动性差,注射成型时需较大的压力;流动性太好,容易发生流涎及造成制件溢边。
〈四〉流变性:高聚物在外加作用下产生流动性与变形的性质叫流变性。
牛顿型流体与非牛顿型流体。
牛顿流体:主要取决于(流变形为)剪切应力,剪切速率和绝对粘度,低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体。
大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体。
〈五〉结晶性:冷凝时能否结晶。
无定型塑料与结晶型塑料。
结晶型:尼龙,聚丙烯,聚乙烯,无定型塑料:
〈六〉热敏性与水敏性。
〈七〉相熔性:熔融状态下,两种塑料能否相熔到一起,不能则会分层,脱皮。
〈八〉应力开裂及熔体破裂。
〈九〉热性能及冷却速度。
〈十〉分子定向(取向)。
〈十一〉收缩性。
〈十二〉毒性,刺激性,腐蚀性。
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