热塑性聚氨酯(TPU)注塑加工
TPU的简介及生产工艺
TPU的简介及生产工艺塑料聚氨酯弹性体(TPU)母料TPU的生产工艺及设备是一种可加热塑化、溶剂溶解的聚氨酯弹性体与混合聚氨酯弹性体和浇注聚氨酯弹性体相比，化学结构中没有或几乎没有化学交联，分子基本上是线性的，但有一些物理交联它具有高模量、高强度、高伸长率和高弹性。
优异的耐磨性、耐油性、耐低温性和耐老化性用普通的塑料加工方法可以生产各种产品。
废料可以回收利用，添加剂和填料可以广泛用于改善某些物理性能、加工性能或降低成本。
TPU按软段结构可分为聚酯型和聚醚型聚酯型具有较高的机械性能，适中的成本，但由于其酯基具有较高的内聚能，耐水性较差。
聚醚型具有良好的低温柔韧性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差，因为它没有酯基，并且含有可自由置于分子中的醚键。
聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。
2，聚酯热塑性聚氨酯弹性体1，原料:(1)聚合物乙二醇:聚酯多元醇(PES)PEA(聚己二酸乙二醇酯)M=2000，羟值55 3毫克氢氧化钾/克PDA(聚己二酸乙二醇酯)M=2000，羟值56 2.5毫克氢氧化钾/克聚己二酸乙二醇酯羟值56 2.5毫克氢氧化钾/克(2)二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)(芳香族)纯MDI常温下为白色或黄色固体，加热时有刺激性气味，熔点≥38℃，沸点194-199℃/5 mmHg，密度:1.19分子式和分子量为:C15H 10N 2；；250(3)扩链剂(低分子二醇):1，4丁二醇(BDO)(脂肪开链二醇)为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1，密度1.02，沸点:229.5℃，熔点20.1℃2，分子式:PES(分子量2000，双官能度)1molMDI 3molBDO 2mol异氰酸酯指数R=(NCO/OH)=0.97~1.03性能:密度1.2硬度(邵A) 70-95拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18伸长率% 44 生产工艺:熔融聚合物聚酯乙二醇(PES)并加入到原料罐中。
TPU的简介及生产工艺
塑性聚氨酯弹性体（TPU）母料的生产工艺及设备TPU是加热可塑化，溶剂可溶解的聚氨酯弹性体。
与MPU（混炼型聚氨酯弹性体）和CPU （浇注型聚氨酯弹性体）比较，化学结构上没有或少有化学交联，分子基本上是线性的，而存在一定的物理交联。
它具有高模量、高强度、高伸长和高弹性。
优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。
可用一般塑料加工方法生产各种制品，废料可回收利用，可广泛使用助剂与填料，以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。
TPU按软段结构可分为聚酯型、聚醚型等。
聚酯型因含有内聚能较高的酯基，产品的机械性能较高，成本适中，但耐水性能较差。
而聚醚型由于它无酯基并在分子中含有可自由放置的醚键，而表现出较好的低温柔顺性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差。
聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。
二、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体1、原料：（1）高分子二醇：聚酯多元醇（PES）PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值55±3 mgKOH/gPDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/gPBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点≥38℃，沸点194~199℃/5mmHg，密度：1.19。
分子式及分子量：C15H10N2O2；250（3）扩链剂（低分子二醇）：1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5℃，熔点20.1℃2、配方：PES（MW2000，二官能度）1克分子MDI 3克分子BDO 2克分子异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.97~1.03性能：密度1.2 硬度（邵A）70-95拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12磨耗（克损失）0.0025~0.15 脆化温度-17~-30℃3、生产工艺：将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100~120℃）后在低速搅拌下真空脱水2~3h，使之含水量＜0.05%，解除真空通氮气后备用；将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（60~70℃）后在低速搅拌下真空脱气0.5~1h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（30~50℃）后在低速搅拌下真空脱水0.5~1h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。
热塑性聚氨酯注塑成型制品不良原因及处理方法
产生原因
制品脱模时尚 未冷却 制品形状及厚薄 不对称 填料过多 浇口进料不均 顶出系统不平衡 模具温度不均 原料缓冲过度
处理方法 延长冷却时间
变更成型设计或增加加强肋条
减少注射压力 、速度 、时间和原料剂量 更改浇口或增加浇口数量 调整顶出装置位置 调整模具温度至均衡 降低原料缓冲
5 制品有焦斑或黑纹
从 TPU 注塑成型工艺看出 , TPU 注塑成型产品 最重要的模塑条件是塑化流动和冷却的温度 、压力 和时间 [ 2 ] 。针对 TPU 的特性 ,尤其是 TPU 的加工温 度波动范围特别狭窄的特点 ,要求注塑机必须具备 精确的温度调节和控制系统 ,否则会因各种因素造 成制品缺陷 。如果我们把次 、废品的成因涵盖在 4 个主要因素中 ,那就是原料 、模具 、注塑机及注射条 件。
TPU 成型产品 ,原则上都是依据标准规格要求 制造的 。但它的变化仍是相当广泛并具有突发性 。 有时 ,在生产过程中会突然产生凹陷 、气泡 、裂痕 、变 形等次废品 ,由此就要从次 、废品中来了解判断问题 所在并提出解决办法 ,这是专业技术和实践经验的 积累 。有时只需变更操作条件或在原料 、模具 、机器 方面稍做处理和调整 ,就可以解决问题 。本工作以 螺杆式注塑机生产 TPU 产品为例 ,探讨 TPU 注塑成 型制品缺陷可能发生的问题 、原因及解决之道 。
Ren Shuling ( Polyu rethane R ubber and P lastic P roducts Factory, Coa l M ine Com pany of M a jiagou, Ka iluan, 063021) Abstract: The p roblem s and causes that way be met during the making course of thermop lastic polyurethane in2 jection moulding the measures of treating failing p roducts. Keywords: thermop lastic polyurethane; injection moulding; the failer of p roducts; ways of treating failing p rod2 uc ts
热塑性聚氨酯弹性体
Structure of elastomer blends 混合型弹性体的结构
Elastic Segment 分子的软段
Elastomer(EPDM) 软分子集团
Thermoplastic Segment
TPU
分子的硬段
12/20/2019
Elastollan TPU seminar
Thermoplast(PP) 硬分子集团
11
Elastollan® TPU各系列介绍：
Elastollan® S 系列
S60A10WH S70A10WH
S80A11 S80A15
S85A11 S85A15
Elastollan TPU seminar
9
Elastollan® TPU各系列介绍：
Elastollan® 600 系列
670A10WHU 685A10U 690A10U 695A10U 660D10U 664D10U
该类型特性：
1. 透明 2. 全部内加抗紫外线剂
典型鞋材应用：
Torsion Bar（664D10U）； 以及需要高透明的装饰件和功能件
等
12/20/2019
Elastollan TPU seminar
10
Elastollan® TPU各系列介绍：
Elastollan® B 系列
B60A10WHA B80A12 B85A12 B85A11S B90A12
B95A12 B95A52
B98A12 B98A52
B60D12 B60D52
热塑性聚氨酯弹性体
TPU (Thermoplastic polyurethane)
概念，性能，应用，加工
Concept Properties Applications Processing
TPU(聚氨酯)基本特性及介绍
东莞市琪丰塑料有限公司内部培训资料
TPU(聚氨酯)基本特性及介绍
基本介绍 英文：Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为有聚酯型和聚醚型之分，它硬 度范围宽（45A-85D），无色透明颗粒
项目 颜色 密度（kg/cm3） 洛氏硬度（D）
纯树脂 黑色和本色 1.05-1.25 45A-85D
不同类型热塑性聚氨酯弹性体各方面性能对比
性能参数
聚酯型
聚己内酯型
性
--
--
粘附强度
+
++
抗热氧化性
+
+
低温柔韧性
o
+
机械性能
++
++
抗油脂性
++
+
注塑脱模时间
+
++
注：++=极好; +=好; o=可接受; -=差 ; --=极差
聚醚型 ++ + ++ + o
生产厂家 TPU 生产厂家较多，国际上主要有德国拜耳的 Desmopan，德国巴斯夫的 Elastollan，美国路博润的 Estane， 美国陶氏的 Pellethane，德国亨斯迈的 AVALON。以及国内的众多品牌，比如：台湾拜耳优得、台湾日胜、 台湾宝瑄、台湾昆仲、台湾虹溢、保定邦泰、福建长发、福建昆胜、上海联景、烟台万华、烟台美瑞、 宁波金穗、山东一诺威、浙江华峰、东莞得创等等众多品牌，且随着国内 TPU 大型生产设备的建立，国 内 TPU 产能有了较大提升，除一些特殊性能要求其他基本能满足国内需求。
tpu材料特性
tpu材料特性TPU材料特性。
TPU（Thermoplastic Polyurethane）是一种热塑性聚氨酯弹性体材料，具有优异的物理性能和化学性能，在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
本文将介绍TPU材料的特性，包括其物理特性、化学特性、加工特性和应用特性。
首先，TPU材料具有优异的物理特性。
它具有高弹性、高强度、高耐磨性和耐油性等特点，因此在制造汽车零部件、鞋底、运动器材等领域有着广泛的应用。
同时，TPU材料还具有优异的耐候性和耐老化性能，能够在恶劣的环境条件下长期使用而不受影响。
其次，TPU材料具有良好的化学特性。
它具有优异的耐化学腐蚀性能，能够抵抗酸、碱、油脂等化学物质的侵蚀，因此在化工管道、油田设备、医疗器械等领域有着重要的应用价值。
此外，TPU材料还具有良好的可染性和可涂性，能够通过染色和涂层等方式实现丰富的表面效果，满足不同产品的设计需求。
再者，TPU材料具有良好的加工特性。
它可以通过热压成型、注塑成型、挤出成型等多种工艺加工，能够制备成各种形状的制品。
同时，TPU材料还具有良好的热粘接性能，能够与其他材料（如尼龙、聚酯等）进行粘接，扩大了其在复合材料领域的应用范围。
最后，TPU材料具有广泛的应用特性。
除了上文提到的汽车零部件、鞋底、化工管道等传统应用领域外，TPU材料还在纺织、电子、建筑等领域有着重要的应用。
例如，TPU薄膜在服装面料、雨具、手套等领域有着广泛的应用，TPU弹性体在电子产品、医疗器械等领域也有着重要的地位。
综上所述，TPU材料具有优异的物理特性、化学特性、加工特性和应用特性，是一种功能广泛、用途多样的高性能材料。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的提高，相信TPU材料将在更多领域展现其独特的优势，为人类的生产生活带来更多便利和美好。
聚氨酯
聚氨酯（TPU）注塑成型工艺TPU模塑成型工艺有多种方法：包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等，其中以注塑最为常用。
注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件，分成预塑、注射和机出三个阶段的不连续过程。
注射击机分柱塞式和螺杆式两种，推荐使用螺杆式注射机，因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。
1、注射机的设计注射机料筒衬以铜铝合金，螺杆镀铬防止磨损。
螺杆长径比L/D=16~20为好，至少15；压缩比2.5/1~3.0/1。
给料段长度0.5L，压缩段0.3L，计量段0.2L。
应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方，防止反流并保持最大压力。
加工TPU宜用自流喷嘴，出口为倒锥形，喷嘴口径4mm以上，小于主流道套环入口0.68mm，喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固。
从经济角度考虑，注射量应为额定量的40%~80%。
螺杆转速20~50r/min。
模具设计就注意以下几点：（1）模塑TPU制件的收缩率收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响。
通常收缩率范围为0.005~0.020cm/cm。
例如，100×10×2mm的长方形试片，在长度方向浇口，流动方向上收缩，硬度75A比60D大2～3倍。
TPU硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1。
可见TPU硬度在78A～90A之间时，制件收缩率随厚度增加而下降；硬度在95A～74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。
（2）流道和冷料穴主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道，直径应向内扩大，呈2o以上的角度，以便于流道赘物脱模。
分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道，在塑模上的排列应呈对称和等距分布。
流道可为圆形、半圆形、长方形，直径以6~9mm为宜。
流道表面必须像模腔一样抛光，以减少流动阻力，并提供较快的充模速度。
冷料穴是设在主流道末端的一个空穴，用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料，从而防止分流道或浇口堵塞。
冷料混入型腔，制品容易产生内应力。
耐黄变4级注塑用tpu规格书
耐黄变4级注塑用tpu规格书一、产品概述耐黄变4级注塑用TPU（热塑性聚氨酯）是一种高性能、多功能的材料，在注塑行业中得到广泛应用。
它具有耐候性好、耐化学腐蚀性强、机械性能优异等特点，适用于注塑成型各种细节和部件。
二、产品特性1. 耐候性好：耐黄变4级注塑用TPU具有出色的耐候性，能够在各种恶劣环境条件下保持材料的稳定性和性能，不易老化和变色。
2. 耐化学腐蚀性强：该材料对酸、碱、溶剂等化学物质具有出色的耐腐蚀性能，不易受到腐蚀和侵蚀。
3. 机械性能优异：耐黄变4级注塑用TPU具有出色的强度和韧性，能够承受较大的载荷和挤压力，具有良好的抗拉伸、耐冲击、弹性回复等特点。
4. 加工性佳：该材料具有良好的可塑性和热塑性，可以通过注塑成型工艺快速制作出各种形状的产品，加工过程稳定、效率高。
三、产品规格1. 注塑用TPU材料牌号：耐黄变4级注塑用TPU2. 密度：1.10-1.20g/cm³3. 硬度：80-95A4. 抗张强度：≥25MPa5. 断裂伸长率：≥400%6. 热变形温度：80-120℃7. 耐磨损性：≤200mg8. 耐寒性：-40℃9. 耐化学腐蚀性：耐酸、碱、溶剂等化学物质腐蚀10. 耐候性：耐紫外线、氧化物和各种气候条件四、产品应用耐黄变4级注塑用TPU广泛应用于各种注塑成型领域，特别适用于要求耐磨损、耐候性的产品。
以下是它的主要应用领域：1. 汽车零部件：如车灯外壳、挡泥板、车门胶条等。
2. 电子产品：如手机外壳、电脑外壳、键盘键帽等。
3. 家用电器：如电视机外壳、洗衣机配件、冰箱防护件等。
4. 包装材料：如食品包装、医疗器械包装等。
5. 工业制品：如管道、垫圈、密封件等。
五、产品优势耐黄变4级注塑用TPU相比其他材料具有以下优势：1. 耐候性好，能够长时间保持材料的色彩稳定性。
2. 耐化学腐蚀性强，可以在各种化学环境下使用。
3. 机械性能优异，能够承受较大的压力和负荷。
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热塑性聚氨酯(TPU)注塑加工
摘要：
本文对热塑性聚氨酯（Polyurethane Thermoplastic）的化学结构与性能之间的关系进行了较系统的论述，在此基础上，介绍了TPU注塑模具的设计及注塑成型工艺方面的注意事项，供相关技术人员参考。
关键词：热塑性聚氨酯（TPU）、软链段、硬链段、虚交联、缩水率、浇铸系统、加工温度。
何为聚氨酯？
所谓的聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，它是由多异氰酸酯与多元醇反应而成，在分子链上含有许多重复的氨基甲酸酯基团（—NH—CO—O—）。
在实际合成的聚氨酯树脂中，除了氨基甲酸酯基团外，还有脲、缩二脲等基团。
大分子多元醇与二异氰酸酯反应生成的链段称为“软链段”，它赋予聚氨酯较好的软顺性；多异氰酸酯与扩链剂生成的链段称为“硬链段”，它赋予聚氨酯较好的刚性与硬度。
软硬链段组成的聚氨酯树脂中，氨基甲酸酯只占少数，所以称为聚氨酯未必恰当，从广义上讲，聚氨酯乃至异氰酸酯的加聚物。
不同类型的异氰酸酯与多羟基化合物反应后，生成各种结构的聚氨酯，从而获得不同性质的高分子材料，如塑料、橡胶、涂料、纤维、粘合剂等。
聚氨酯橡胶
聚氨酯橡胶于1940年首先在德国研制成功，1952年后开始投入工业生产，而我国是从60年代中期开始研制并投入生产的。
聚氨酯橡胶属于一种特种橡胶，由聚醚或聚酯与异氰酸酯反应而制得。
因原料种类、反应条件及交联方法的不同而有许多品种。
从化学结构上看，有聚醚型与聚酯型，从加工方法上看，有混炼型、浇注型、和热塑型三种。
合成聚氨酯橡胶，一般先由线型聚酯或聚醚与二异氰酯酯反应，制成低分子量的预聚体，经扩链反应生成高分子聚合物，然后添加适当的交联剂，加热使其固化，成为硫化橡胶，这种方法称为预聚法或二步法。
也可以用一步法——将线型聚酯或聚醚直接与二异氰酸酯、扩链剂、交联剂混合，使反应发生，生成聚氨酯橡胶。
热塑性聚氨酯橡胶（TPU）
热塑性聚氨酯橡胶（TPU）是一种（AB）n型嵌段线性聚合物，A代表高分子量的聚酯或聚醚（分子量为1000～6000），称为长链，B代表含2～12个直链碳原子二醇为短链，AB链段间化学结合是用二异氰酸酯。
聚氨酯的结构与物理机械性能之间的关系
1、链段的结构
聚氨酯分子中A链段使得大分子链易于旋转，赋予聚氨酯良好的弹性，使聚合物的软化点与二级转变点下降，硬度与机械强度降低。
B链段会束缚大分子链的旋转，使聚合物的软化点与二级转变点上升，硬度与机械强度提高，弹性降低。
调节A与B之间的摩尔比，即可制得不同弹性与硬度的TPU弹性体。
2、交联结构
聚氨酯的交联结构除一级交联外，还必须考虑分子间的氢键形成的二级交联。
聚氨酯的一级交联键与羟类橡胶的硫化结构不同，它的氨基甲酸酯基、缩二脲、脲基甲酸酯基等基团规则而间隔地排列成刚性链段，故制得的橡胶具有规则的网状结构，所以具有卓越的耐磨性能及其它的优异性能。
其次，由于聚氨酯橡胶中含有很多诸如脲基或氨基甲酸酯基这类内聚能较大的基团，所以分子链间形成的氢键具有很高的强度，氢键形成的二级交联键对聚氨酯橡胶的性能也有重要影响。
二级交联使得聚氨酯橡胶一方面具有热固性弹性体的特性，另一方面这种交联又没有真正地交联起来，是一种虚交联，交联的状况取决于温度。
随着温度的升高，这种交联又逐渐减弱以至于消失，聚合物具有一定的流动性，可以进行热塑性加工。
当温度降低时，这种交联又逐渐恢复并再次形成。
少量的填料的加入，使分子间的距离增大，分子形成氢键的能力减弱，强度便会急剧下降。
3、基团的稳定性
研究表明，聚氨酯橡胶中各基团稳定性由高到低的顺序是：酯、醚、脲、氨基甲酸酯、缩二脲，在聚氨酯橡胶的老化过程中，首先是缩二脲和脲基甲酸酯的交联健断裂，接着是氨基甲酸酯和脲键断裂，即主链断裂。
聚氨酯橡胶的物理机械性能
聚氨酯的弹性模量介于橡胶与塑料之间，它的最大特点是，既具有硬度，又有弹性，这种性能是其它的橡胶与塑料所没有的。
聚氨酯分聚酯型与聚醚型两类，从物理性质进行比较，低硬度的橡胶以聚酯型的性能较好，而高硬度的橡胶以聚醚型的为优。
聚酯型的橡胶耐油、耐热及金属的粘合性较好，而耐水解、耐寒及抗菌性以聚醚型号为好。
1、环境特性
聚氨酯一般都具有较好的耐温性，连续长期使用温度为80～90℃，短时间可达120℃左右。
聚氨酯的耐低温性能也较好，聚酯型的脆性温度为-40℃，而聚醚型的聚氨酯则达-70～-80℃，但低温下会变硬。
聚氨酯的耐油性都比较好，但有耐水性却因结构的不同而异。
酯形成反应可逆性所引起的TPU降解最为严重。
当酯与水接触时，酸的再形成是引致分子解体的自身催化反应的原因。
聚酯型的聚氨酯在空气中和湿气接触时解体的程度比完全浸在水中时更甚。
这是因为浸在水中，形成的酸会不断地被冲走。
而聚醚型的聚氨酯耐水解性则是聚酯型的聚氨酯的3～5倍，因醚基不会与水发生反应。
水的侵入导致聚氨酯性能下降的原因有两个方面：一是侵入的水与聚氨酯中的极性基团形成氢键，使聚合物分子之间的氢键减弱，这个过程是可逆的，当干燥后物理性质又得到恢复。
二是侵入的水使聚氨酯发生水解，此过程为不可逆。
聚氨酯在长时间的日光照射下会变色发暗，物理性能逐渐降低。
酶菌也会导致聚氨酯的降解，因此工业生产中使用的聚氨酯橡胶中都添加了防老剂、紫外线吸收剂、防酶剂等。
2、机械性能
拉伸强度：聚氨酯橡胶的拉伸强度较高，一般可达28～42 Mpa，TPU居中，约为35 Mpa。