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怎么样清楚TPU分子结构有哪些?

文章出处:TPU资讯 责任编辑:东莞市鼎誉新材料有限公司 发表时间:2021-02-23
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    TPU是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000~6000)的聚酯或聚醚,B为含2~12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。怎么样清楚TPU分子结构有哪些?
TPU
    1、链段结构

    TPU是一种(AB)n型嵌段线性聚合物, 由柔性软段和刚性硬段构成。不同链段结构的TPU具有不同的性能, 而链段结构的类型主要由原料种类决定。分子结构中引入侧基会降低大分子间的取向结晶性, 从而导致力学性能下降、溶胀性能变差; 而一定的化学交联可以提高弹性体的定伸应力和耐溶剂性能,降低永久形变。

    2、硬段含量

    硬段含量是指硬段在中的质量百分数,是配方设计中一个重要参数。硬段含量直接影响的氢键、微相分离程度以及结晶性能, 是决定其形态的主要因素。一般来讲, 随着硬段含量的增加,TPU的硬度、模量以及撕裂强度等增加, 而扯断伸长率下降。

    3、异氰酸酯指数

    由于TPU的合成机理是在官能团之间进行的逐步加聚反应, 所以异氰酸酯指数r0(二异氰酸酯与低聚物二醇的摩尔比) 直接影响分子量的大小。r0≤1时,TPU分子量随着r0的增大而增大,当r0=1时,分子量达到大, 再继续增加r0值,分子量又开始下降。r0在0.95~1之间时,TPU模量、拉伸强度、撕裂强度等随着r0的增加而增加。

    4、分子量及分子量分布

    TPU分子量对其力学性能有明显影响, 随着TPU分子量的增加, 拉伸强度、模量及耐磨性等都增加, 当分子量达到一定程度时这些性能趋于平稳。TPU撕裂强度和耐曲挠性能随着分子量的增大而降低,一方面TPU物理交联使其自由体积减小; 另一方面,TPU分子链的高度缠结和物理交联的增加降低了他们的内部流动性, 受到外力作用时, 分子链重排不易实现而无法有效减轻施加的应力。

    低分子量组分的比例大时,对弹性体的耐热性能和力学性能极为有害, 而过高分子量组分的比例太大时会对加工成型带来不便。因此对于不同用途的TPU应根据其具体加工要求来调节合适的分子量及分子量分布。

    5、原料纯度

    TPU常用的扩链剂1,4-丁二醇(MDI),极易吸水, 其纯度及水分含量直接影响到实际生产的值, 对产品的分子量影响很大。MDI易自聚,若保存不好易生成二聚体。聚合多元醇的水分含量、酸值、羟值等因批次不同而存在差异, 较大程度上影响了TPU性能的稳定性。

    原料中含有的水分和游离的羧基,一方面与MDI反应, 消耗了部分MDI造成配方设计的不准确;另一方面,反应生成的气泡起到塑化的作用,降低了产品的性能。因此用于合成TPU的原料在使用之前都需要严格脱水。








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