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什么是TPU的力学性能?

来源:鼎智收集整理   发布时间:2022.07.20

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!


什么是TPU的力学性能?


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。


以上关于TPU力学性能就为大家分享到这里,希望这篇文章能对大家有所帮助。如果还有什么不明白的地方可以给小编留言,我们会尽快为您解答。