TPU的物理性能是怎样的？

热塑性聚氨酯(TPU)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。像浇注型聚氨酯(液体)和混炼型聚氨酯(固体)一样，TPU具有高模量、高强度、高伸长和高弹性，优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。那么大家知道TPU的物理性能是怎样的呢？下面鼎智小编就来为大家介绍下。

TPU的物理性能

TPU弹性体的物理性能包括密度、线性膨胀系数、摩擦系数、气体扩散系数、传热系数、玻璃化转变温度、熔点、熔化热、比热容和特性粘度等。

1、密度

TPU的密度大约在1.10～1.25之间，在同等硬度时聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。TPU密度决定于软段种类、分子量、硬段或软段含量以及TPU聚集态。这一部分讨论TPU与橡胶和塑料的比较、软段类型的影响、TPU分子量的影响、软段取代基的影响和硬段含量的影响。

1)与橡胶和塑料的比较

TPU密度与橡胶和塑料的比较体现在表5。由此可见TPU密度与其他橡胶和塑料无显著差异。

2)聚酯型TPU与聚醚型的比较

聚酯型TPU硬度为62A～75D的密度在1.15～1.25g/cm3。这说明在同等体积时，聚醚型TPU的质量稍轻，而销售是以质量不是体积，所以在设计、购买和生产时，要考虑这个重要的密度差别。

TPU结构是MDI-BDO-PBA-1099，硬段含量34.9%，通过r0=NCO/OH之比调整TPU分子量，无规熔融聚合工艺。TPU分子量与密度关系的实验误差相当大，故数据分散。尽管如此，分子量与密度关系也是明显的，TPU密度随分子量增加而加大，并且在180000时出现拐点。

2、气体扩散系数

气体扩散系数(透气性)(Q)是指在一定的温度和压力下，气体透过试样规定面积的扩散速率，以每单位时间、压力、面积透过一定厚度隔的气体体积表面，即[m2/(s·Pa)]×10-18。不同气体的渗透率Q差别较大，TPU对空气的Q值一般为(3～14) ×10-18m2/(s·Pa)。这里讨论影响Q值的一些因素：包括温度、TPU软段类型、硬度等，另外还讨论TPU的透水气性。

(1)温度的影响

Desmopan在25℃、60℃的空气、氮气、氧气和二氧化碳气体的扩散系数Q值示于表7，这是用100μm膜测得之数据。不难看出扩散系数在60℃比25℃增加数倍。

(2)聚酯型与聚醚型TPU的比较

Elastollan TPU弹性体聚酯型与聚醚型扩散系数的比较示于表8。对空气、氮、氧和二氧化碳四种气体的Q值，聚酯型TPU普遍低于聚醚型。

(3)TPU硬度的影响

四种气体的扩散系数都随硬度增加而减少，可能是TPU Q值主要决定于软段的深度和性质，软段浓度增加，透气性增加。

3、熔融热

TPU弹性体的熔融热ΔH，主要指硬段相结晶、次晶、有序结构熔化所吸收的热量，以J/g表示。ΔH的大小取决于硬段的含量、长度和TPU热力史，软段分子量亦有一定影响。TPU的ΔH约为2.0～25J/g。

(1)硬段扩链剂的影响

TPU软段为PBA-2000，硬段分别为MDI-EDO、MDI-BDO、MDI-HQEE，r0=1.0，三种二醇扩链剂对其熔融热ΔH影响示于表10。可以看出，扩链剂分子量增加，TPU的熔融热亦增加，这可能是硬段相微晶尺寸增加的结果。

(2)硬段含量的影响

硬段含量是影响TPU熔融热的主要因素，MDI-BDO-P(EO/PO)-2000的TPU可说明这种影响，如表11所示，P(EO/PO)-2000含EO基15%，r0=1.04。

TPU熔融热随硬段含量呈线性增加，ΔH外推到零时，硬段为13%，表明需要大于1的MDI单元才能结晶，或者表明某些硬段混于软段相中。完全结晶共聚物的理论热估计为147J/g，结晶度约为23%。

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