认识TPU的分子结构

TPU具有高耐磨性、抗弯曲疲劳性、加工性、耐油性、耐水性、防霉性、可回收性、高弹性和各种性能。它可以用于各种汽车零件，也可以与其他塑料或橡胶结合使用，用于汽车保险杠、安全气囊、防尘罩和其他零件。那么大家对TPU的分子结构了解多少呢?下面鼎智小编就来详细介绍下。

1、分部结构

TPU是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，由柔性软段和刚性硬段组成。不同段结构的TPU具有不同的性能，段结构的类型主要取决于原材料的类型。在分子结构中引入侧基会降低大分子之间的定向结晶度，导致力学性能下降和溶胀性能差;一定量的化学交联可以提高弹性体的拉伸应力和耐溶剂性，并减少永久变形。

2、硬段内容

硬段含量是指硬段的质量百分比，是配方设计中的一个重要参数。硬段含量直接影响氢键、微相分离度和结晶度，是决定其形貌的主要因素。一般来说，随着硬段含量的增加，TPU的硬度、模量和撕裂强度增加，而断裂伸长率降低。

3、异氰酸酯指数

由于TPU的合成机理是官能团之间的逐步聚合反应，异氰酸酯指数R0(二异氰酸酯与齐聚物乙二醇的摩尔比)直接影响分子量。当R0为≤ TPU，分子量随R0的增加而增加。当r0=1时，分子量达到较大值，然后继续增加r0值，分子量再次开始下降。当R0在0.95和1之间时，TPU模量、拉伸强度和撕裂强度随R0的增加而增加。

4、分子量和分子量分布

TPU的分子量对其力学性能有重要影响。随着TPU分子量的增加，拉伸强度、模量和耐磨性增加。当分子量达到一定程度时，这些性质趋于稳定。TPU的撕裂强度和弯曲强度随分子量的增加而降低。一方面，TPU物理交联降低了其自由体积;另一方面，TPU分子链的高纠缠度和物理交联的增加降低了其内部流动性。当受到外力时，分子链的重排不容易实现，施加的应力无法有效降低。

当低分子量组分的比例较大时，对弹性体的耐热性和机械性能极为有害，而当高分子量组分的比例过大时，会给加工和成型带来不便。因此，应根据TPU的具体加工要求，调整不同用途TPU的适当分子量和分子量分布。

5、原料纯度

1,4-丁二醇(MDI)是TPU中常用的扩链剂，很容易吸水。其纯度和含水量直接影响到实际生产价值，并对产品的分子量有很大影响。MDI易于自聚合。如果保存不好，很容易形成二聚体。多元醇的含水量、酸值和羟值随批次的不同而不同，这极大地影响了TPU性能的稳定性。

一方面，原料中的水分和游离羧基与MDI反应，消耗部分MDI，导致配方设计不准确;另一方面，反应产生的气泡起塑化作用，降低产品性能。因此，用于合成TPU的原料在使用前需要严格脱水。

以上关于TPU的分子结构就为大家分享到这里，总的来说，TPU具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时他具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。