TPU(热塑性聚氨酯弹性体)的分子结构是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,具体特点如下:
一、基本构成
TPU由软段(A)和硬段(B)交替排列组成。
A段(软段)为高分子量的聚酯或聚醚,分子量通常在1000~6000之间。
B段(硬段)为含有2~12个直链碳原子的二醇,ab段之间的化学结构为二异氰酸酯。
二、结构特性
TPU的分子结构中存在大量的氢键,这些氢键在软段和硬段之间起到物理交联的作用,从而强化了TPU的形态和性能。
TPU基本上是线型结构聚合物,没有或很少有化学交联。
TPU的分子链间存在许多由氢键构成的物理交联,这些物理交联使得TPU具有高强度、高模量、优良的耐磨性、耐化学品性、耐水解性、耐高低温和耐霉菌性。
三、结构类型
根据软段结构特性,TPU可分为聚醚型、聚酯型和聚烯烃类。
聚醚型TPU:具有优异的柔顺性、低温性能和耐水解性。
聚酯型TPU:强度高、硬度大,但柔顺性较差,耐水解性能也相对较差。
聚烯烃类TPU:耐低温性能优于聚醚型和聚酯型TPU。
根据硬段结构特性,TPU可分为芳香族TPU和脂肪族TPU。
芳香族TPU:含有刚性苯环,合成的TPU刚性大、强度高、耐热性好,但耐低温性能差,易黄变。
脂肪族TPU:具有较高的强度和硬度,耐黄变性能好,柔韧性优异,特别是在低温环境下依然保持优异的柔韧性和耐低温性能。
四、影响因素
侧基:在TPU分子结构中引入侧基会降低大分子间的取向结晶性,导致力学性能下降和溶胀性能变差。
化学交联:一定量的化学交联可以提高弹性体的定伸应力和耐溶剂性能,降低永久形变。
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