德国巴斯夫介绍:TPU 基本概念 : 热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethane) 是一类可加热可以塑化、溶剂可以溶解的聚氨酯。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,因此,这类聚氨酯称为热塑性聚氨酯(TPU)。众所周知TPU聚氨酯热塑性弹性体分为聚脂和聚醚两种,其性能有着显著的区别,下面为你详细解释下聚脂和聚醚的区别,
首先从密度区分:聚醚:密度 1.13-1.18g/cm3 ;聚酯:密度 1.18-1.22g/cm 3。
聚醚性能大类:高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好。
聚酯性能大类:较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)介于橡胶 和塑料 之间,具有很多优良的特性: 1、优异的耐磨性能:它的Taber磨耗值为0.35-0.5mg,是塑料中**小的。加入润滑剂可降低磨擦,从而进一步提高耐磨程度; 2、拉伸强度和拉伸率:TPU的拉伸强度是天然橡胶和合成橡胶的2-3倍,聚酯型的TPU拉伸强度〉60Mpa,伸长率410% , 聚氨酯TPU的拉伸强度为50Mpa,伸长率550%; 3、耐油:TPU的耐油性能优异于丁腈橡胶,具有极好的耐油寿命; 4、耐低温、耐候性、耐臭氧性能,TPU的耐气候老化性能优于天然橡胶和其它合成橡胶,它的耐臭氧、耐射线的特点在航天工业有特殊的用途; 5、食品医疗卫生:TPU具有生物相容性和抗血凝性,医用TPU应用越来越广泛。如输尿管、输液管。TPU不含增强剂、无毒无味,广泛应用于食品行业; 6、硬度范围:TPU的硬度为10A-80D,在15A以下都有相似的压缩变形特性。在硬度85A以上时仍保持弹性,这是其它弹性体所没有的特性,所以TPU具有高负载支撑能力和良好的吸排效果; 7、TPU一般分为聚酯型TPU、聚醚型TPU和聚几、聚己内酯型TPU
上段我们有提到TPU分为聚酯、聚醚、和聚几、聚己酯型,下面就这三种类型做简单的介绍:
首先聚酯型TPU具有较高的力学温度、良好的耐磨性、耐油性、耐燃料和耐溶剂性、高温性能和优异的耐紫外线性及水解稳定性。有上列要求的应用,**使用聚酯型TPU系列;
其次聚醚型热塑性聚氨酯弹性体TPU,具有低温柔韧性、良好的耐候性、极好的韧性、耐磨性、抗水解和抗微生物性能,能够满足在寒冷的气候、水解或机械损伤的环境 下保持基本性能要求的产品 需求;比较典型的是应用在电缆 行业:需在 恶劣的气候条件下盘绕、存储及退绕的电缆,需在岩石地带拖动和在沙漠或在北极冰块中拖拉的电缆,需浸泡在水中或被扭曲、弯折、粗暴处理的电缆;也是密封件、表带、管材 、型材的理想材料。
再着聚己内酯型TPU既具有聚酯型TPU的力学强度和高温性能,又具有聚醚型TPU的耐水解和耐低温性能,回弹性好,适用于特殊行业的应用。 特性:采用TPU材料生产塑料棒具有抗拉伸、张力强、撕裂强度高、耐磨损、耐折曲、耐穿透、耐低温、耐水解等性能,并具有很好的回弹性且使用寿命长。本品不含增塑剂,无毒无味,是一种高性能环保型材料。是PVC、橡胶材料的**替代产品。
医疗用TPU分类及主要用途及商品牌 号举例如下:
(1)脂肪族聚醚氨酯以HMDI或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、PTMEG及BD为原料的TPU具有良好的生物相容性、强度及可加工 性。如美国Thermedics公司 (原Thermo?Electron公司)的医用聚氨酯Tecoflex的组成是
PT-MEG-HMDI-BD,80年代美国DuPont公司的医用聚氨酯Adiprenelw?500的原料是PTMEG-HDI-BD。
(2)芳香族聚醚氨酯这类TPU以MDI、PTMEG及BD为原料。与脂肪族聚醚氨酯相比,它们具有类似的生物相容性,而物理强度、耐溶剂性及高温可加工性比脂肪族TPU好,是一类应用较早、牌号较多的TPU。其缺点是暴露在光或γ射线下时间长了会变黄。如果操作温度不当可产生亚甲基-4,4’-二苯基二胺(MDA)。商品牌号有:美国BF?Goodrich公司的Estane,美国DOW化学公司(早先的Upjohn公司)的Pellethane,Thermedics公司的Tecothane,Bayer美国公司的Texin,美国J弹性体公司的Stevens系列热塑性聚氨酯MP-1880、MP-1882及MP1890,德国Elastogran公司的Elastollan?SP806,等等。
(3)脂肪族聚碳酸酯氨酯这类TPU以HMDI、聚碳酸酯二醇为原料。它具有与聚醚氨酯类似的生物相容性,耐氧化降解性及生物稳定性更好,有良好的强度和操作性。商品有Thermedics公司的Carbothane、PolyMedica工业公司的Chronoflex等。这种TPU能抵抗酶诱发的降解,用于人造
(4)芳香族聚碳酸酯氨酯其原料是MDI、聚碳酸酯二醇和BD。它具有与脂肪族聚碳酸酯氨酯类似的生物稳定性及生物相容性,芳香族聚氨酯的强度和耐溶剂性,缺点是可能产生MDA及黄变。商品有美国聚合物技术集团公司的Bionate等。
(5)芳香族聚酯氨酯以聚己内酯或聚己二酸酯MDI和BD为原料,这类TPU的强度比PTMEG型聚氨酯的高,但易于水解和受微生物的侵袭。商品有BF?Goodrich公司的Estane、Dow化学公司的Pellethane等。
(6)聚氨酯-脲弹性体例如Bayer(美国)公司的Texin5590是一种脂肪族聚醚脲型TPU,设计用于与血液接触的场合,以及管形材料及导液管等短期植入装置。美国Ethicon公司的医用聚氨酯弹性体Biomer是由PTMEG和MDI反应生成端异氰酸酯基预聚物。在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中以乙二胺为扩链剂,浇注而成的线性聚氨酯-脲嵌段聚合物。Corvita公司90年代研制的植入人体器官用TPU弹性体材料Corethane,未透露组成成分,据称它具有与广泛使用的芳香族聚醚聚氨酯相似的性能,但在人体内不会受酶的影响而降解。该公司还在开发研制聚氨酯共聚物以及与聚合物的复合材料,用于体内植入物。