什么是TPU的力学性能？

众所周知，耐磨性、抗撕裂性、屈挠强度都是优良的。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。那么大家对TPU的力学性能了解多少呢？下面就跟随鼎智小编一起来看看吧！

TPU的力学性能

TPU弹性体的力学性能主要包括：硬度、拉伸强度、压缩性能、撕裂性能、回弹性和耐磨性能、耐屈挠性等。此外，还有较高剪切强度和冲击韧性等。

1、硬度

硬度是材料抵抗变形、刻痕和划伤能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A型和邵尔D型硬度计测定，邵尔A用于较软的TPU，邵尔D用于较硬的TPU。由于嵌段共聚物TPU性质决定了它的范围很宽，在邵尔A60至邵尔D80之间，跨越了橡胶和塑料的硬度。

TPU的硬度与许多性能有关，随硬度的增加，TPU的如下性能发生变化。

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。

(1)邵尔A与邵尔D的相关性

邵尔A硬度与邵尔D硬度之间的关系如表1，这是在23℃50%相关湿度下测定的。

(2)拉伸强度和伸长率

① TPU弹性体与其他材料的比较

聚醚型TPU的拉伸强度和伸长率远优于聚氯乙烯塑料和橡胶，此外TPU在加工过程不加或加入很少助剂，能满足食品工业要求，这也是其他材料如PVC、橡胶等难以办到的。

TPU的性能强烈地受到微区形态的影响。在加热或处理TPU期间，发生相混合，而在快速冷却时，出现相分离。TPU的分离过程(脱混过程)，由于其高粘度，决定于时间。而TPU的力学性能又强烈地关系到与时间有关的微区形态。因此，为了获得最佳性能，TPU应进行后硫化。后硫化条件随TPU材料变化，TPU达到最优性能可以室温贮存一周或高温下硫化以便缩短时间周期。

2、压缩性能

压缩模量是在弹性限度内压缩应力与压缩应变之比，理论上等于拉伸应力-应变的弹性模量，即杨氏模量。TPU的压缩模量决定于它的硬度，硬度越高压缩模量亦越高。

3、回弹性

TPU的回弹性是指形变应力解除后迅速恢复其原状的程度，用恢复能表示，即形变回缩功与产生形变所需要的功之比。它是弹性体动态模量和内摩擦的函数，并对温度非常敏感。下面讨论温度与弹性的关系。

4、温度与弹性的关系

TPU软段为PTMG、PCL、PBA，相对分子质量分别为1000和2000;硬段为MDI-BDO，硬段含量分别为48.2%(PCL-1250为42.7%)和31.7%，r0=1.05预聚法合成。正如所预期的那样，回弹随温度的下降而降低，直到某一温度，弹性又迅速增加。这个温度是软段结晶温度，决定于大分子二醇的结构，聚醚型TPU较聚酯型TPU低。在结晶温度以下的温度，弹性体变得很硬且失去了它的弹性，因此，回弹性是类似于离开硬金属表面的反弹。

TPU的组成是：软段PTMG-2000和PTMG-2900，硬段为MDI-BDO和PPDI-BDO(PPDI,对苯二异氰酸酯)，MDI-BDO-PTMG-2900的两个样r0=1.0,其余r均为1.05。这一组数据表明，全部样品的弹性都随温度的提高而增加，直到大约93℃。在149℃弹性略有下降，可能是硬段相的有序结构有所破坏的缘故，PPDI-BDO的TPU在该温度保持较高的弹性。

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