热塑性聚氨酯-聚酯复合面料开发及其服用性能研究

为提升聚酯面料防水性能,扩展聚酯面料应用范围,将热塑性聚氨酯(TPU)薄膜与聚酯面料进行复合,通过正交实验分析复合温度、TPU膜厚度和复合压力对复合产品剥离强力、透气率、柔软度、抗静电性、透光性、紫外防护性能、防水性、透湿性的影响,通过研究得到结论为:TPU与聚酯复合面料的紫外防护性、防水性和静电荷衰减速度有所提升,透气率、柔软度、透湿率有所下降,透光性变化不大;TPU膜厚度和复合压力对复合产品综合服用性能影响同等重要,而温度影响略小;复合工艺为温度130℃、TPU膜厚度0.5mm、压力15MPa时复合面料综合服用性能最佳。

DOPO基反应型阻燃剂的制备及其阻燃热塑性聚氨酯

以10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过加成反应成功制备了含端异氰酸酯基的DOPO基反应型阻燃剂(DRFR),并将其引入到热塑性聚氨酯(TPU)基体中,从而制备阻燃TPU复合材料,并对TPU/DRFR复合材料的阻燃性能、燃烧行为、热降解性能和力学性能进行研究。结果表明,当DRFR的质量分数为26%时,TPU/DRFR复合材料的阻燃等级达到UL 94 V-0级,极限氧指数达27.6%,且熔滴得到了明显的抑制。DRFR的引入促进了TPU基体的提前降解炭化,从而使TPU/DRFR复合材料表面形成了致密、均一且坚硬的炭层,其有效地在固相中发挥了“挡板”作用,使得TPU/DRFR复合材料的热释放速率峰值和总热释放量与纯TPU相比分别降低了49.64%和34.65%。与此同时,DRFR在分解过程中,产生的含磷自由基和惰性气体有效地在气相中发挥了抑制作用,从而使得TPU/DRFR复合材料获得了优异的火安全性能。此外,DRFR的引入对TPU分子链段起到了交联作用,显著增强了TPU复合材料的拉伸强度。

基于含亚胺键香草醛二醇的生物基可降解热塑性聚氨酯的制备及性能

由于资源稀缺和环境保护要求,依赖于石化来源的传统热塑性聚氨酯(TPU)在工业生产可持续性和使用后的废物的回收方面都面临着重大挑战。开发由可再生生物质资源合成的生物基TPU正变得日益迫切。以可再生的生物质资源香草醛(VAN)与间苯二甲胺反应合成了分子结构中带亚胺键的生物基扩链剂VAN衍生二醇(VAN-OH),并与1,4-丁二醇(BDO)组成不同比例的扩链剂组分,通过两步法与聚己内酯二醇(PCL),4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)加成聚合制备了一种高性能、可降解的生物基热塑性聚氨酯(BTPUs)。对BTPUs的结构、热性能、力学性能及化学降解性能进行了测试与表征。结果表明,适量生物基扩链剂VAN-OH的加入增强了BTPUs分子链结构中氢键作用、结晶性能和微相分离程度,从而提高了BTPUs的热稳定性、力学性能及降解性能。当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数为25%时,BTPUs的力学性能表现最佳,拉伸强度为33.32 MPa,断裂伸长率为823.62%,降解时间相较于未加VAN-OH的缩短了37.5%。当VAN-OH在扩链剂中的物质的量分数超过50%时,BTPUs的力学性能下降明显,但降解时间进一步缩短。上述研究结果验证了含动态亚胺键生物基扩链剂的存在能改善TPU的热学、力学与降解性能,可为开发新型BTPUs提供借鉴。

超临界CO_(2)辅助热塑性聚氨酯/热塑性聚酯弹性体的发泡及其回弹特性

为克服热塑性聚氨酯(TPU)发泡后,其发泡材料回弹性不足、压缩强度低及收缩率大等问题,采用热塑性聚酯弹性体(TPEE)改性TPU,并以超临界CO_(2)为发泡剂,制备了TPU/TPEE发泡材料。研究了TPU/TPEE共混物的熔融及结晶行为、流变性能以及TPEE含量对TPU/TPEE发泡材料循环压缩性能、回弹性能、压缩永久变形及发泡性能的影响。差示扫描量热仪与落球回弹、压缩永久形变结果表明,TPEE的加入能使TPU分子链排列的有序性降低,回弹性提高;旋转流变仪结果表明,TPEE的引入可以有效改善共混物熔体的黏弹性,使得弹性作为主导,并显著改善发泡性能;循环压缩结果表明,加入TPEE可以进一步改善泡沫的压缩性能。当添加TPEE的质量分数为7%时,TPU/TPEE发泡体相对于纯TPU泡沫,发泡体落球回弹性提高了7.25%、压缩永久变形值降低了2.84%、压缩强度提高了326%。

一步法合成P4HB基热塑性聚氨酯弹性体及其性质

以聚(4-羟基丁酸酯)(P4HB)为软段、不同异氰酸酯和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,通过一步法合成了一系列可解聚回收的P4HB基聚氨酯(P4HB-TPU)。研究了投料比、P4HB的数均分子量、扩链剂BDO含量以及异氰酸酯种类对聚氨酯性能的影响,以及P4HB-TPU的可控解聚与单体回收。采用傅里叶变换红外光谱、热重分析、差示扫描量热、单轴机械拉伸等对P4HBTPU的热性能、力学性能以及热解聚回收性进行了研究。结果表明,当投料配方设计中n(—NCO)/n(—OH)为1.1、异氰酸酯为二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI)、P4HB的数均分子量为1.9×103时,P4HB-TPU的拉伸强度可达到37.8 MPa,性能与商用聚己内酯基热塑性聚氨酯(PCL-TPU)相近。随着P4HB分子量的增大,其结晶性使得聚氨酯由弹性体开始向塑料转变。BDO含量的增加在一定程度上有助于提高TPU的力学性能。使用环状对称的异氰酸酯可以有效提升材料的拉伸强度。在170℃、200 Pa的条件下,通过对P4HB-TPU热解聚,可以将P4HB解聚为γ-丁内酯(γ-BL)单体,并达到约98%的单体回收率。

热塑性聚氨酯弹性体加强麻醉导管抗拉伸性能的试验研究

以热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)粒料为原材料、采用挤出成型工艺制备TPU加强麻醉导管(简称TPU导管,指管体),研究TPU粒料性能、口模和芯棒直径、工艺参数对TPU导管抗拉伸性能的影响。结果表明,TPU导管主体管TPU粒料牌号为1195A,加强筋TPU粒料牌号为TT-1055D,口模直径为2.8 mm,芯棒直径为1.7 mm,主体管TPU粒料塑化挤出机(25#挤出机)机筒一区、二区和三区温度分别为195,200和207℃,25#挤出机连接件和相应法兰温度分别为195和203℃,加强筋TPU粒料塑化挤出机(20#挤出机)机筒一区、二区和三区温度分别为200,210和215℃,20#挤出机连接件和相应法兰温度分别为195和200℃,机头前模体和后模体的温度分别为195和200℃,口模温度为180℃,25#和20#挤出机螺杆转速均为8.5 r·min-1时,外直径为1.0 mm的TPU导管断裂力达到45.75 N,断裂风险低。

巴斯夫湛江一体化基地热塑性聚氨酯装置落成

2024年1月18日,巴斯夫举办湛江一体化基地热塑性聚氨酯(TPU)装置落成庆典。作为巴斯夫全球最大的单一TPU生产线,新装置贯彻智能生产理念,采用自动导引车辆和自动化系统等先进技术,进一步提升运营效率。

燃料油与紫外光共同作用下热塑性聚氨酯结构与性能演变规律

热塑性聚氨酯(Thermoplastic polyurethanes, TPU)良好的耐磨性和耐油性等优点使其在油料储运领域广泛应用,但在使用过程中,燃料油和紫外光的共同作用会加速TPU老化。开展燃料油与紫外光共同作用下TPU结构与性能演变规律研究,对于保证油料储运容器的使用安全性,改善耐油性能具有重要的指导意义。本工作将TPU分别经模拟燃料油B液、汽油、柴油、航空煤油浸泡后,与未进行油料处理的样品同时进行紫外光老化,采用FTIR、力学性能测试、凝胶渗透色诱测试(GPC)等表征方法分析TPU经不同时间老化后结构和性能的变化规律,并对燃料油处理会加速TPU结构和性能变化的原因进行了分析。结果表明,随着紫外老化时间延长,真空热处理紫外老化样品和油料处理紫外老化样品红外谱中的-N-H键、醚键等化学键遭到破坏,但油料处理样品变化趋势更明显;随着紫外老化时间延长,B液处理样品分子量表现出先减小后略有增大的趋势,说明TPU化学键先发生了断裂,随后在光辐照的作用下发生了交联等反应;紫外老化100 h后,B液、汽油和航煤处理的样品的力学性能均基本丧失;紫外老化200 h后,柴油处理样品的力学性能基本丧失;通过对处理后的B液进行富集和红外分析,发现TPU与油料接触后,材料中的抗老化剂会析出,使其抗紫外老化性能明显降低。

热塑性聚氨酯耐油抗紫外老化性能改进研究

提高热塑性聚氨酯(TPU)胶层在油料抽提后的抗紫外老化性能对软质油料储、运设备的户外应用具有重要意义。本工作以无机抗紫外老化助剂金红石型纳米二氧化钛(TiO_(2))与高分子受阻胺光稳定剂622(HALS-622)为添加剂,与TPU共混后制备薄膜,经过油料抽提后进行300 h紫外老化。通过紫外-可见光谱、红外光谱定性与定量分析、力学性能与色差分析测试,结果表明,油料作用下,HALS-622会部分被抽提出并溶解,影响TPU的耐油抗紫外老化性能,TPU/TiO_(2)样品在紫外老化后具有更小的色差变化与更稳定的力学性能。本研究细化了TPU在石油化工领域的应用探索,同时为TPU耐油抽提抗紫外老化性能的改进提供了实验依据。

含微生物的可降解热塑性聚氨酯面世

据新华网2024年5月6日报道,近日,美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究人员通过在热塑性聚氨酯(TPU)嵌入含有生物降解活性枯草芽孢杆菌的孢子,开发了一种可生物降解TPU,此项研究成果于2024年4月30日发表在《Nature Communications》上。TPU广泛用于手机壳、鞋、汽车零部件等制品,但目前其回收率较低,大部分最终成为填埋垃圾或是进入自然环境中。开发可生物降解TPU的传统方法通常会牺牲其力学性能,所以很难实现工业化量产。

喷气燃料对热塑性聚氨酯热性能的影响研究

由于具有优秀的抗磨损能力和耐溶剂性,热塑性聚氨酯已被大量用于石油产品的储存和运输中。在喷气燃料的储输油过程中热塑性聚氨酯设备会面临各种复杂的运输环境,在这一过程中,聚氨酯软管可能会受到喷气燃料和紫外线的双重影响。若这种影响导致了它们的热学特性不再符合需求,会造成经济损失与环境问题。在储运过程中喷气燃料对TPU热性能的影响是不可忽视的,因此本研究使用差示扫描量热仪及热失重分析仪对经过喷气燃料及紫外光辐照处理后的热塑性聚氨酯进行测试,发现喷气燃料的长期浸泡会导致聚氨酯玻璃化转变温度的提升和热稳定性的下降,TPU样品经过喷气燃料处理后的DSC曲线在150℃后出现了1个放热峰,这表明此处存在结晶行为。

智能工厂塑造智能材料:巴斯夫庆祝湛江一体化基地热塑性聚氨酯装置落成

巴斯夫全球最大的单一热塑性聚氨酯(TPU)生产线旨在满足市场需求,尤其在工业、电动交通和新能源领域湛江一体化基地首批装置自此竣工,实现又一重要里程碑2024年1月18日,巴斯夫举办湛江一体化基地热塑性聚氨酯(TPU)装置落成庆典。作为巴斯夫全球最大的单一TPU生产线,新装置贯彻智能生产理念,采用自动导引车辆和自动化系统等先进技术,进一步提升运营效.

巴斯夫推出一种新型醚基热塑性聚氨酯(TPU):Elastollan®1400

巴斯夫推出一种新型醚基热塑性聚氨酯:Elastollan®1400。新型TPU系列具有出色的耐水解和耐微生物性,结合了稳定的加工性能和良好的压缩变形性能。该材料具有出色的爆破压力性能,可以通过挤出和注塑成型进行加工。Elastollan®1400的老化稳定性确保了持久的性能——是广泛应用的多功能选择。

辐照交联热塑性聚氨酯弹性体的研究

随着高分子材料行业的发展,人们的生活得到了很大改善。热塑性聚氨酯弹性体因其独特的分子结构,近年来受到越来越多的关注。为了进一步拓宽其应用范围,对特殊设计的热塑性聚氨酯弹性体进行了反应聚合造粒制样。随后,使用高能电子束对这些产品进行辐射加工。在辐射加工前后,运用气相色谱—质谱联用仪、差示扫描量热仪、热重分析仪、平板旋转流变仪、万能力学试验机、旋转耐磨试验机等设备,对产品性能进行了测试和对比。同时,通过扫描电镜分析了辐照前后产品的表面状态。研究发现,一定剂量的辐射加工可以使热塑性聚氨酯弹性体发生交联,且交联后的产品玻璃化转变温度无明显变化。在热稳定性方面,产品有了明显提升;其模量增加,力学强度呈现先降低后增加的趋势。虽然常温下的耐磨性能有所下降,但在80℃的高温环境下耐磨性能显著提高。这项研究不仅表明辐射加工能够在某些关键物性方面显著改善热塑性聚氨酯弹性体的性能,而且大幅扩展了其应用范围,并为特殊应用场景下的材料选择提供了新的解决方案。

热塑性聚氨酯弹性体应力松弛研究

通过试验设计,将产品的拉拔力问题转化为应力松弛的研究。研究了不同温度、不同种类以及不同工艺下的TPU材料。研究发现,在常温下,硬度对TPU材料的应力松弛影响较大;适当的退火处理能有效改善TPU材料的应力松弛性能;温度对应力松弛影响较大,而在高温下,合适的辐照工艺可以有效提高材料的应力松弛性能。

防弹玻璃用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中间膜性能研究

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为核心的中间膜材料,在生产过程中极易受加工温度和剪切速率影响,导致其光学、力学性能不稳定及厚度不均。因此,研究热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的工艺参数和中间膜表面改性,对提高防弹玻璃的品质和成本控制意义重大。通过实验数据得出:制备中间膜最优的机头温度为180℃,螺杆转速为50rpm,通过硅烷偶联剂表面改性可提升其热稳定性。

低烟无卤阻燃热塑性聚氨酯弹性体护套料的改性

为研究适用于低烟无卤阻燃线缆的热塑性聚氨酯弹性体(TPU),文中以TPU为基材,选用氢氧化铝(ATH)、二苯基磷酸酯(BDP)为阻燃剂,硼酸锌(ZB)、有机处理蒙脱土(OMMT)为阻燃协效剂,制备出低烟无卤阻燃TPU护套料,并通过垂直燃烧、极限氧指数(LOI)、NBS烟密度仪等手段,研究TPU护套料的阻燃及产烟性能。试验结果表明:表面处理ATH相比未处理ATH具有更高的机械性能;磷酸酯在提高材料阻燃性能的同时,还降低了改性过程对TPU的性能损伤;ZB、OMMT均能提高TPU的阻燃性能,降低材料的烟密度,但与ZB相比,OMMT对阻燃性能与烟密度的改进效果更佳。

热塑性聚氨酯导电无纺布的制备与应变响应性能

以热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane,TPU)为主要原料,通过熔喷纺丝技术制备TPU无纺布.配制不同质量浓度的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)分散液对TPU无纺布进行功能化修饰,用于制备TPU/MWCNTs导电无纺布.通过绝缘电阻测试仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和拉伸应变响应度分析TPU/MWCNTs导电无纺布的结构与应变响应性能.结果表明:MWCNTs均匀、牢固附着于TPU/MWCNTs无纺布,形成高效、稳定的导电网络;随碳纳米管质量浓度增加,TPU/MWCNTs导电无纺布的导电性能变好;MWCNTs的引入提高了TPU/MWCNTs导电无纺布的热稳定性;当MWCNTs质量浓度为3 mg·mL-1时,TPU/MWCNTs导电无纺布的应变灵敏度最高;随着应变幅度增大,导电无纺布的应变响应度增强;经过10个循环拉伸作用后,TPU/MWCNTs导电无纺布的应变响应度达到稳定的响应状态,表现出良好的可回复性和可重复性,在柔性传感器和智能可穿戴领域具有光明的应用前景.

热塑性聚氨酯弹性体防水外壳的研究

针对现有橡胶件密封无法实现可拆卸与快速成型问题,利用现有的3D打印材料热塑性聚氨酯弹性体(TPU)并结合多层过盈联接薄壁圆筒结构设计了防水外壳模型,通过有限元分析软件Abaqus建立了防水外壳有限元轴对称模型,对外壳装配后的接触压力和应力以及径向位移的大小和分布进行分析。结果表明,以TPU为材料的多层过盈联接薄壁圆筒防水外壳的接触应力分布于4个纵向接触面上,接触应力最大值达到1.767 MPa,满足IP×7级防水接触应力要求。本研究为弹性元件密封结构的设计提供了新思路。

热塑性聚氨酯/聚芳酯纤维柔性复合材料蒙皮的紫外光老化性能

高分子材料耐光老化性能较差,易发生光降解,导致复合材料力学强度下降。文章制备了以热塑性聚氨酯为基体,聚芳酯纤维为增强体的柔性复合材料蒙皮,并对复合材料蒙皮进行紫外老化辐照实验。通过对老化前后的复合材料进行力学性能测试、红外光谱分析、扫描电镜表面观察,分析紫外老化对材料性能的影响。结果表明,紫外老化使该材料力学强度有所下降,表面结构发生本质变化,而对表面微观形貌影响较小。