TPU的基本概念和基本結構——熱塑性彈性體@戈塑新材料

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一．TPU的基本概念

熱塑性彈性體的分類: 所謂彈性體是指玻璃化溫度低于室溫度,斷裂伸長率>50%,外力撤除后復原性比較好的的高分子材料。聚氨酯彈性體是彈性體中比較特殊的一大類，聚氨酯彈性體的硬度范圍很寬，性能范圍很寬，所以聚氨酯彈性體是介于橡膠和塑料的一類高分子材料。

TPU 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，其分子基本是線性的，然而卻存在一定的物理交聯。這類聚氨酯稱為TPU

二．TPU的基本結構

TPU基本結構（一級結構）

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。

TPU的一級結構（重復單元化學結構）

TPU 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產品。

（b)TPU的二級結構（鏈段結構） 

根據以上的基本結構，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。但是在現實設計配方和工業化生產時，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還是非常的困難。近年隨著更多種類異氰酸酯的開發成功，TPU的發展也正進入一個更高的階段。

(圖文來自網絡，僅供參考）

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