TPU的分类与特性

热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。其性能取决于分子内含有-NH-COO-基团的软段结构与硬段结构。

脂肪族异氰酸酯与芳香族异氰酸酯的主要差别在于，芳香族异氰酸酯适用于耐紫外光照射不高的场合，而脂肪族异氰酸酯则主要用于制造光稳定的涂料。

脂肪族异氰酸酯制备的聚氨酯涂料具有卓越的耐化学性和良好的耐老化性。由于不含苯基团，脂肪族异氰酸酯的应用确保了在恶劣条件下的持久附着力。

聚醚型与聚酯型TPU的特性存在显著差异。聚醚型TPU具有高强度、耐水解和高回弹性，低温性能好。而聚酯型TPU则拥有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。

在生产原料及配方方面，聚醚型TPU与聚酯型TPU的差异主要体现在原料组成、分子质量分布及影响因素上。

聚醚型TPU在软段分子量分布较窄，聚酯型TPU的软段则分布较宽。聚醚型TPU在力学性能上展现出优良的抗拉强度、撕裂强度和耐磨耗性，而聚酯型TPU在耐药品性、透明性和耐菌性方面更具优势。

在水解稳定性方面，聚酯型TPU在碳化二亚胺保护后耐水解性有所提高。而在高温下，聚醚酯型TPU和聚醚型TPU的耐水解性最佳。

聚酯型TPU容易受水分子侵袭而发生断裂，且水解生成的酸能催化聚酯进一步水解。聚酯二醇原料中亚甲基数目的增加，能提高制得的聚酯型聚氨酯弹性体的耐水性。酯基含量较小的TPU耐水性也较好。同样，采用长链二元酸合成的聚酯制得的聚氨酯弹性体耐水性比短链二元酸的聚酯型聚氨酯好。

聚酯型软质TPU与潮湿土壤长时间接触，会被微生物侵蚀，而聚醚型软质或硬质TPU以及聚醚型TPU通常不会受到微生物侵蚀。

价格方面，聚醚类TPU在耐水解性能、耐低温性能、耐弯曲性能等方面优于聚酯类TPU，但价格更高，主要原因是其生产原料价格较高、生产工艺复杂、反应过程条件控制难度大，以及对生产设备要求高。

加工过程中，聚醚类TPU的分子链较柔顺，永久性形变较难形成，因此在保压阶段需要较长的保压时间。聚酯类TPU的分子量分布较宽，需要较高温度和压力进行加工。聚酯类TPU冷却恢复至正常状态较困难，需要较长的冷却时间。聚醚类TPU展现出良好的流动性，而聚酯类TPU稍逊。

聚醚多元醇结构中的醚键内聚能较低，易于旋转，使由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良。聚酯多元醇则具有力学机械性能好、耐油、抗磨性能优越的特点，但耐水解性能较差，低温柔顺性差。

在原料化学配比一定的情况下，改变柔性链段的长度对不同软段类型弹性体性能的影响不同。软段分子量增加降低了硬链段比例，聚醚型TPU强度下降，弹性增加，永久变形增加。聚酯型TPU在软段长度对强度的影响上则不明显，耐水解性能随聚酯链段长度的增加而降低。