超临界CO_(2)发泡技术精制TPU泡沫材料:泡孔结构、硬段结构对力学性能的影响研究

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是热塑性弹性体(TPE)的代表,具有优异的回弹性、可熔融再加工、耐久性、耐磨性、柔韧性和拉伸性能等优点。TPU可根据化学结构差异分为芳香族、脂肪族和脂环族三类。物理发泡技术制备的轻质TPU泡沫,具有吸能减震、隔热等特性,在3C电子、运动防护、汽车制造、生物医学等领域应用广泛。然而,现有报道缺乏对其泡孔结构、硬段化学结构与弹性性能之间系统性关联的研究,制约了高性能TPU泡沫的开发和实际应用。利用超临界CO_(2)物理发泡技术,制备了2种不同泡孔结构的TPU泡沫材料。采用红外光谱、核磁共振氢谱和扫描电镜技术表征了其微观泡孔与化学结构,采用差示扫描量热法分析了其热行为差异,利用万能试验机、回弹仪评估了其循环压缩性能和回弹率。结果表明,TPU泡孔尺寸及密度主要受饱和压力的调控,而其膨胀倍率主要依赖于饱和温度。随着饱和压力的增加,泡孔尺寸显著降低。TPU泡沫的压缩强度与泡孔尺寸成反比,压缩回弹性随泡孔尺寸的减小而增大。泡沫的压缩强度随膨胀倍率的增大而显著降低,而其压缩回弹性则随膨胀倍率的增大先上升后降低。TPU硬段分子结构的对称性对力学性能影响显著,使得脂肪族TPU泡沫的压缩强度和回弹性相较于芳香族TPU泡沫均有提高,最高提高了160%和82%。本研究深化理解了TPU微孔发泡材料的泡孔结构与硬段化学结构对其力学性能及回弹性的影响,为工业领域制备性能优异、成本效益高、功能更为复杂的TPU泡沫材料提供了理论基础。

超轻发泡TPU颗粒材料在鞋材上的应用

随着生活水平的改善,人们对鞋子的舒适性提出了更高的要求,泡沫鞋底材料的研发也不断取得进展,逐步向新型材料的应用和环保方向发展。TPU(热塑性聚氨酯弹性体)是第4代的鞋底原料,其拥有更好的弹性和弯曲性,适用于各类特种鞋,如足球鞋、登山鞋等。但TPU也有不足之处,如硬度较大、吸震能力较差等,提高TPU鞋底的综合性能是目前TPU鞋底产业的一个重要课题。文章对一种新型超轻泡沫TPU粒子的合成工艺进行了研究,并对其在鞋类制品中的应用和性能进行了分析。以供参考。

新型超轻发泡TPU颗粒材料在鞋材上的应用

研究了新型超轻发泡TPU颗粒材料的制备方法,考察了该材料在鞋材上的应用及性能。结果表明,利用超轻发泡TPU颗粒所制成的鞋底密度为0.25g/cm3,回弹性能达到61%,耐折12万次,裂口无增长,在-20℃条件下,其柔韧性良好,相比其他鞋材更轻便、回弹性高、更耐磨。

热塑性聚氨酯熔体粘弹性对发泡的影响研究

采用旋转流变仪和差示扫描量热仪系统测试了3种结构不同热塑性聚氨酯(TPU)的动态流变性能和非等温结晶曲线,并结合间歇发泡实验探讨了TPU熔体粘弹性对发泡倍率和泡孔结构的影响。结果表明:3种TPU均表现出线性分子链特征;具有高的零切黏度及低频区储能模量的TPU表现出更大的熔体强度和更好的熔体弹性,有利于获得发泡倍率高、泡孔均匀的发泡材料。

微孔注塑发泡聚氨酯成型工艺及微观结构研究

采用超临界CO_2微孔注塑成型工艺制备热塑性聚氨酯弹性体(TPU)微孔泡沫材料,研究超临界流体(SCF)注塑发泡工艺对TPU泡沫微观结构及力学性能的影响规律。本文基于正交优化实验设计,以制品拉伸强度为优化指标,优化微孔成型工艺参数。最优微孔注塑工艺为:注射量16 cm^3;SCF含量0.4%;注射速度60 cm^3/s;保压压力1 MPa。本文通过研究成型工艺对制品结构及力学性能的影响,为超临界CO_2制备高发泡率高性能TPU软质泡沫材料提供技术支持。

亨斯迈和申赛新材研制完全可回收鞋用TPU泡沫

亨斯迈公司近期开发了一种完全可回收热塑性聚氨酯(TPU),该TPU具有高能量回馈特性,并能提供持久的缓冲性能,其TPU薄膜可以在高压容器中使用气体辅助技术轻松膨胀,不需要使用丁烷、氟化物和偶氮二甲酰胺等发泡剂。这使得所产生的发泡板具有超轻且易于回收的特点。苏州申赛新材料有限公司正使用这种材料制造的泡沫板来生产高端鞋类品牌的鞋垫、中底和前部衬垫。

BASF公司开发的热塑性聚氨酯的发泡工艺

发泡TPU的生产已有数年，但注入气体发泡工艺比较复杂，需要配置额外的硬件和进行工艺控制。BASF公司开发了无需注入气体来使TPU发泡的方法，是一种简便的TPU发泡工艺。该公司的专有工艺采用热激活发泡剂微珠，加热时先膨胀、再崩塌，产生材料的泡孔结构。经过这种发泡工艺，可使热塑性聚氨酯的密度降低到原来的一半（相对密度从未发泡时的1．2降低到0．65），用于垫材、吸声、垫圈等聚氨酯泡沫领域，可节省可观的TPU原料。

巴斯夫E-TPU材料用于新一代宠物玩具

Plymouth Foam公司推出采用巴斯夫Infinergy材料制成的全新犬用玩具品牌AIREHIDE。Infinergy是全球首款发泡热塑性聚氨酯(E TPU),该款弹性发泡颗粒材料集合了重量轻、机械性能出众和持久耐用等特点,应用领域十分广泛。

十年前的TPU:E-TPU

鞋子有着悠久的发展史,大约在5000多年前的仰韶文化时期,就出现了兽皮缝制的最原始的鞋;鞋子是人们保护脚不受伤的一种工具。最早人们为了克服特殊环境,不让脚难受或者受伤,就发明了毛皮鞋子。随着时间的推移及社会的发展,从兽皮鞋、草鞋、木鞋、布鞋直到发展至今的各类皮鞋、运动鞋、商务鞋。除了外观的美化,人们对鞋底的舒适度的追求更是方兴未艾,近些年的鞋底材料的变化更是日新月异,PVC材料、鞋底原液(PU)、EVA材料到TPU材料;而BASF 2007年开发的E-TPU材料。

国内外热塑性聚氨酯材料的技术和应用进展

概述了国内外热塑性聚氨酯(TPU)材料的发展历程,介绍了超临界发泡TPU(ETPU)、纤维增强TPU复合材料、无卤阻燃TPU、漆面保护膜用TPU和TPU的回收再生等5个方面的应用发展。