TPU晶点的影响因素和解决办法

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、可回收性和高弹性。各种性能可用于各种汽车零部件，也可与其他塑料或橡胶组合用于汽车保险杠、安全气囊、防尘罩等零部件。那么TPU晶点的影响因素和解决办法是怎样的呢？下面就跟随鼎智小编一起来看看吧！

TPU晶点的影响因素和解决办法：

1. 原料品质

TPU一般是由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及小分子二醇扩链剂反应而成。由聚酯二醇或聚醚二醇与二苯基甲烷-4，4'-二异氰酸酯( MDI) 和扩链剂1，4-丁二醇( BDO) 合成TPU 时，在一定的温度、微量水分或微量金属杂质或其他杂质存在下，可能产生脲、脲基甲酸酯及缩二脲等交联键的副反应。

助剂的影响也不可忽视，如果是添加在聚酯或聚醚多元醇内的助剂，需要考量其与聚酯或聚醚多元醇的完全相溶性或熔点。

所有助剂都要考量其耐高温性和分解温度，要求在TPU 加工温度高达200 ～ 220 ℃条件下不会分解碳化而形成杂质晶点。

2. 工艺方法

在TPU合成生产过程中，制程控制对产品稳定性和制品晶点尤为重要，主要包括对原料流量稳定性的控制、熔融指数( MI 值) 现场检测控制、原料反应活性控制等等，此为事前控制。

事后控制就是TPU加工方法，包括设备内部的清理、加工温度和螺杆速度的调节、滤网目数、润滑效果等控制点，有的需要另外添加润滑剂以改善表面效果和流动性。

R值是指原料中的NCO与OH的摩尔比。在制备TPU 时，NCO/OH 比率对控制TPU 相对分子质量起重要作用。

MI是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值，是美国材料与试验协会(ASTM)根据美国杜邦公司惯用的鉴定塑料特性的方法制定，其测试方法是先让塑料粒在一定时间(10min) 内、一定温度及压力下，融化成塑料流体，然后通过一直径为2.1mm 圆管所流出的克数(g)。其值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之则越差。

TPU对加工温度也非常敏感，TPU的熔融温度Tm存在两种，即硬段相的Tmh和软段相的Tms。通常说的TPU熔点就是Tmh。Tmh主要取决于TPU的硬段含量和相对分子质量。

TPU的R值与MI值存在一定的相关性，实验以聚酯多元醇PBA2000、MDI、BDO 为原料，设计硬段质量分数31.0%～33.0%，合成了TPU80A; 另以聚酯多元醇PBA1000、MDI、BDO为原料，设计硬段质量分数48.0% ～ 50.0%，合成了TPU95A。

在R< 1.015 时，随着R值升高，MI值下降; R> 1.015 后，随着R值升高，MI值略有上升。R= 1.015 时，MI 达到最低值，这时候理论上TPU相对分子质量最大，熔融流动性最慢。

R值和MI值对晶点的影响实验表明，不同R值( 或不同MI值)混合加工会影响TPU 薄膜制品的晶点。本实验以聚酯多元醇( PBA-1000) 、MDI、BDO 为原料，制备不同R值及对应MI值的TPU( 95A) 产品。

可以看出，R值过低或过高、MI值过大或过小，单位面积上的薄膜晶点数相对较多。这是因为聚合度差异导致相对分子质量分布宽，受熔融温度差异影响，高相对分子质量的TPU不易熔融而形成晶点。

所以，透明薄膜级TPU 的R值一般选择0.985 ～ 1.010之间。另外，TPU生产制程控制上还有一个重要的控制点，就是3组分流量的控制，因为流量的差异会直接导致R值和MI值的差异。为了验证不同MI产品混合对晶点的影响，本实验将上述不同编号的TPU95A粒子分别两两组合进行了挤出评价。

可以看出，MI 值差异≥10、以及R<1和R>1产品混合时要非常慎重，可能带来晶点问题。

3. 机器设备

在TPU 合成生产过程中，灌注机是用于输送原料和控制原料流量精度的关键设备，一般要求计量精度在0. 2%以内。

双螺杆挤出机是TPU连续反应一种较为理想的反应装置，该方法目前已成为TPU 的主流生产工艺。

TPU它具有许多优点: 在高温高压下进行反应，温度约140～250 ℃，压力4～7MPa，可确保副反应降到最低限度，高压可基本上抑制产生气体的副反应，产品质量稳定; 在双螺杆里可达到2000 S-1以上的速度梯度，捏合次数可达7 ～ 15 次/s，这样可防止反应物粘附在轴杆和筒壁上、因停留时间过长而产生不均匀。双螺杆连续反应法生产的TPU质量高，这是间歇法无法相比的。

同向双螺杆挤出机是连续法TPU反应中核心设备，其螺杆元件的组合对反应速度和程度至关重要，螺杆元件的排列要充分考虑分散混合和分布混合，运用好输送元件、啮合盘元件和混合元件。

干燥设备不仅仅是用来干燥TPU 以降低含水率，而且还能辅助TPU 的再熟化。TPU 干燥后含水率最好控制在0.03%以内。

以上关于TPU晶点的影响因素和解决办法就为大家分享到这里，希望这篇文章对大家有所帮助。如果还有其他关于TPU材料的问题想要了解，可以关注鼎智化工或给小编留言，我们期待与您一起探讨!