熱塑性聚氨酯(TPU)是一類可加熱可以塑化、溶劑可以溶解的聚氨酯。與混煉型和澆注型聚氨酯比較，化學(xué)結(jié)構(gòu)上沒有或很少有化學(xué)交聯(lián)，其分子基本上是線性的，然而卻存在一定量的物理交換，因此，這類聚氨酯稱為熱塑性聚氨酯。像澆注型聚氨酯(液體)和混煉型聚氨酯(固體)一樣，TPU具有高模量、高強度、高伸長和高彈性，優(yōu)良的耐磨、耐油、耐低溫、耐老化性能。那么大家知道TPU的物理性能是怎樣的呢？下面鼎智小編就來為大家介紹下。

TPU的物理性能

TPU彈性體的物理性能包括密度、線性膨脹系數(shù)、摩擦系數(shù)、氣體擴散系數(shù)、傳熱系數(shù)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、熔點、熔化熱、比熱容和特性粘度等。

1、密度

TPU的密度大約在1.10～1.25之間，在同等硬度時聚醚型TPU密度比聚酯型TPU低。TPU密度決定于軟段種類、分子量、硬段或軟段含量以及TPU聚集態(tài)。這一部分討論TPU與橡膠和塑料的比較、軟段類型的影響、TPU分子量的影響、軟段取代基的影響和硬段含量的影響。

1)與橡膠和塑料的比較

TPU密度與橡膠和塑料的比較體現(xiàn)在表5。由此可見TPU密度與其他橡膠和塑料無顯著差異。

2)聚酯型TPU與聚醚型的比較

聚酯型TPU硬度為62A～75D的密度在1.15～1.25g/cm3。這說明在同等體積時，聚醚型TPU的質(zhì)量稍輕，而銷售是以質(zhì)量不是體積，所以在設(shè)計、購買和生產(chǎn)時，要考慮這個重要的密度差別。

TPU結(jié)構(gòu)是MDI-BDO-PBA-1099，硬段含量34.9%，通過r0=NCO/OH之比調(diào)整TPU分子量，無規(guī)熔融聚合工藝。TPU分子量與密度關(guān)系的實驗誤差相當(dāng)大，故數(shù)據(jù)分散。盡管如此，分子量與密度關(guān)系也是明顯的，TPU密度隨分子量增加而加大，并且在180000時出現(xiàn)拐點。

2、氣體擴散系數(shù)

氣體擴散系數(shù)(透氣性)(Q)是指在一定的溫度和壓力下，氣體透過試樣規(guī)定面積的擴散速率，以每單位時間、壓力、面積透過一定厚度隔的氣體體積表面，即[m2/(s·Pa)]×10-18。不同氣體的滲透率Q差別較大，TPU對空氣的Q值一般為(3～14) ×10-18m2/(s·Pa)。這里討論影響Q值的一些因素：包括溫度、TPU軟段類型、硬度等，另外還討論TPU的透水氣性。

(1)溫度的影響

Desmopan在25℃、60℃的空氣、氮氣、氧氣和二氧化碳氣體的擴散系數(shù)Q值示于表7，這是用100μm膜測得之?dāng)?shù)據(jù)。不難看出擴散系數(shù)在60℃比25℃增加數(shù)倍。

(2)聚酯型與聚醚型TPU的比較

Elastollan TPU彈性體聚酯型與聚醚型擴散系數(shù)的比較示于表8。對空氣、氮、氧和二氧化碳四種氣體的Q值，聚酯型TPU普遍低于聚醚型。

(3)TPU硬度的影響

四種氣體的擴散系數(shù)都隨硬度增加而減少，可能是TPU Q值主要決定于軟段的深度和性質(zhì)，軟段濃度增加，透氣性增加。

3、熔融熱

TPU彈性體的熔融熱ΔH，主要指硬段相結(jié)晶、次晶、有序結(jié)構(gòu)熔化所吸收的熱量，以J/g表示。ΔH的大小取決于硬段的含量、長度和TPU熱力史，軟段分子量亦有一定影響。TPU的ΔH約為2.0～25J/g。

(1)硬段擴鏈劑的影響

TPU軟段為PBA-2000，硬段分別為MDI-EDO、MDI-BDO、MDI-HQEE，r0=1.0，三種二醇擴鏈劑對其熔融熱ΔH影響示于表10。可以看出，擴鏈劑分子量增加，TPU的熔融熱亦增加，這可能是硬段相微晶尺寸增加的結(jié)果。

(2)硬段含量的影響

硬段含量是影響TPU熔融熱的主要因素，MDI-BDO-P(EO/PO)-2000的TPU可說明這種影響，如表11所示，P(EO/PO)-2000含EO基15%，r0=1.04。

TPU熔融熱隨硬段含量呈線性增加，ΔH外推到零時，硬段為13%，表明需要大于1的MDI單元才能結(jié)晶，或者表明某些硬段混于軟段相中。完全結(jié)晶共聚物的理論熱估計為147J/g，結(jié)晶度約為23%。

以上關(guān)于TPU的物理性能就為大家分享到好這里，希望這篇文章能對大家有所幫助。如果還有什么不明白的地方可以給小編留言，我們會盡快為您解答。