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TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。通常的自行車輪胎,都是橡膠材料的,生產(chǎn)工序較多,一般需要通過塑化——混煉——加工胚胎配件(如內(nèi)胎,胎面,簾布等)——胚胎成型——胚胎硫化等一系列工序才能生產(chǎn)出自行車輪胎成品。主要分為有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范圍寬(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,彈性好,在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。
通常的自行車輪胎,都是橡膠材料的,生產(chǎn)工序較多,一般需要通過塑化——混煉——加工胚胎配件(如內(nèi)胎,胎面,簾布等)——胚胎成型——胚胎硫化等一系列工序才能生產(chǎn)出自行車輪胎成品。簡言之,TPE是共混型的多組分合金材料,TPU是聚合型的單組份聚酯材料。而未來自行車的輪胎采用特殊熱塑性彈性體TPU為原材料,并且成型工藝采用注塑成型,只需開好模具,將熱塑性彈性體直接一步注射成型為所設(shè)計要求的自行車輪胎產(chǎn)品。
汽車輪胎是否也可以使用TPU材料呢?這方面的工作在1970年取得顯著進展,當(dāng)時Firestone輪胎橡膠公司(Alliger等,1971就有關(guān)汽車用試驗澆鑄輪胎作了公開報道。TPU發(fā)泡材料是一種新型的聚合物材料,它由許多彈性且重量輕的TPU發(fā)泡球組裝而成。國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量近年來仍處于走高趨勢,對于TPU輪胎來說是一個巨大的市場,但對于TPU而言仍有自己的技術(shù)難點。
主要的難點如下:
(1)TPU的某些熱性能及物理性能,氨基甲酸乙酯鏈本身具有熱可逆性,因此在足夠高的溫度下,TPU的主鏈會發(fā)生斷裂。
(2)補強機理在原理上也是熱敏型,因為它與微區(qū)的存在有關(guān),微區(qū)在使用過程中,必須保持在它的玻璃化溫度或熔點以上。
(3)即使在路面上緩慢行駛時,甚至在較適中的溫度下,輪胎在充氣壓力和熱的綜合影響下,會顯示“裂縫增長”。
(4)當(dāng)受到緊急剎車或產(chǎn)生局部過熱等其他情況下,輪胎胎面部分可能會發(fā)生災(zāi)難性破壞。
(5)與傳統(tǒng)材料相比,TPU輪胎的造價相對更為高昂。
TPE彈性體與TPU彈性體的特性上不同之處
TPE,可看成所有熱塑性彈性體的總稱,TPU為熱塑性聚氨酯彈性體。從這個層面講,TPU只是熱塑性彈性體TPE的其中一類。
通常講的TPE,指的是基于SBC(以SEBS,SBS為主)彈性體共混改性的合金彈性體,有些國家或地區(qū)也稱TPES.主要討論基于SBC改性的彈性體TPE(為便于敘述,以下均簡稱TPE)與TPU的特性及應(yīng)用的不同。 1.結(jié)構(gòu)組成上的差異 TPE。TPU名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠,這種材料能在一定熱度下變軟,而在常溫下可以保持不變。為共混型合金熱塑性彈性體。配混體系除含SBC基礎(chǔ)彈性體外,至少包含其他一種或多種配合劑組分,組分的種類多少根據(jù)TPE材料的性能要求而定。 TPU.為聚合型熱塑性彈性體。對于TPU的聚合反應(yīng)及相關(guān)單體,TPU是由二二異(MDI)或二異等二分子和大分子多元醇、低分子多元醇(擴鏈劑)共同反應(yīng)聚合而成的高分子材料。它的分子結(jié)構(gòu)是由二二異(MDI)或二異和擴鏈劑反應(yīng)得到的剛性嵌段以及二二異(MDI)或二異等二異分子和大分子多元醇反應(yīng)得到的柔性鏈段交替構(gòu)成的。。 簡言之,TPE是共混型的多組分合金材料,TPU是聚合型的單組份聚酯材料。
現(xiàn)代制鞋業(yè)的發(fā)展引發(fā)了材料和工藝的革命。 材料的選擇是制作一雙好鞋的關(guān)鍵。 TPU聚氨酯彈性體具有良好的緩沖性能,重量輕,耐磨性,防滑性和環(huán)保性,已被廣泛用于鞋材領(lǐng)域。已成為制鞋業(yè)的重要支撐材料。
許多鞋子的鞋底,腳跟,腳趾和鞋墊,例如高爾夫球鞋,棒球鞋,足球鞋,滑雪鞋,運動鞋和安全鞋。 重要部件均由聚氨酯彈性體制成,不僅美觀,而且舒適耐用,可以提高運動表現(xiàn)。在過去的幾年中,制鞋公司已經(jīng)意識到TPU聚氨酯材料的獨特優(yōu)勢。
消費者對高的性能鞋(尤其是運動鞋)的需求將繼續(xù)推動聚氨酯技術(shù)的發(fā)展。 鞋類材料生產(chǎn)商由于其出色的抗磨性能和成本優(yōu)勢而開始越來越多地使用聚氨酯材料,并且所生產(chǎn)的鞋子舒適且輕便。 因此,TPU材料是目前理想的材料。