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电线电缆材料之热塑性聚氨酯弹性体(TPU)简介
一、 TPU简介
热塑性聚氨酯弹性体简称TPU, 是一类由多异氰酸酯和多羟基物, 借助链延伸剂加聚反应生成的线型或轻度交联结构的聚合物。
热塑性聚氨酯弹性（TPU） 是一种介于一般橡胶与塑料之间的弹性材料, 具有独特的综合性能: 强度高、硬度高、模量高和伸长率高, 并且还有很好的耐油、耐低温、耐臭氧老化等特性, 其耐磨性更是首屈一指。因此, TPU 的应用领域非常广泛, 已成为国民经济和人民生活中不可缺少的一种宝贵材料。
二、Tpu结构
热塑性聚氨酯弹性（TPU）根据结构特点可分为全热塑型和半热塑型.全热塑型分子之间不存在化学交联键，仅有以氢键为主的物理交联键，可溶于二甲基甲酰胺等溶剂；后者
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分子之间含有少量脲基甲酸酯化学交联键，这些化学交联键在热力学上是不稳定的，在 150 ℃以上的加工温度下会断裂，成型冷却后又会再生
聚氨酯大分子中的聚醚或聚酯链段非常柔顺，呈无规卷曲状态，通常称之为柔性链段；而有的链段是由小的烃基、芳香基、氨基甲酸酯基或取代脲基组成，在常温下伸展成棒状，不宜改变其构形构象，这种链段比较僵硬，一般称之为刚性链段。所有聚氨酯分子均可以看作是柔性链段和刚性链段交替连接而成的(AB)n 型嵌段共聚物。
在聚氨酯弹性体聚集态结构中，分子中的刚性链段由于内聚能很大，彼此缔合在一起，形成许多被称之为微区的小单元，这些小单元的玻璃化温度远高于室温，在常温下它们呈玻璃态、次晶或微晶，因此把它们称之为塑料相。聚氨酯弹性体分子链中的柔性链段也聚集在一起，构成聚氨酯橡胶的基体，由于其玻璃化温度低于室温，故称之为橡胶相。在聚氨酯弹性体的聚集态结构中，塑料相不溶于橡胶相，而是均匀分布在橡胶相中，常温下起到弹性交联点的作用，此现象称之为微相分离。正是因为能发生微相分离，所以聚氨酯 弹性体具有高强度、高硬度、高弹性和很好的低温性能相结合的优点
热塑性聚氨酯不同于其它热塑性弹性体的优异性能如下：
(1) 硬度范围广(邵氏硬度65~80)；
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(2) 机械性能优越(拉伸强度为30~60 MPa，断裂伸长率为300%~700%)；
(3) 耐屈挠性优越；
(4) 耐寒性好(低温脆化温度在-60 ℃以下)；
(5) 在所有热塑性弹性体中，TPU的耐磨性最高；
(6) 为耐油性橡胶，具有优越的耐矿物油和耐动物油性能；
(7) 注压和挤出成型时可使用通用的塑料成型机。
三、TPU的应用
热塑性聚氨酯弹性（TPU）具有优异的耐磨性、较高的拉伸强度和伸长率，同时兼具低温柔韧性，以及硬度范围广、承载能力大等性能，应用范围十分广泛，如汽车车体外部配件、电缆护套、工业胶管、齿轮、密封件、胶带、滑雪鞋和各种胶轮等。
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但是，由于 TPU生产成本高、加工性能不如聚烯烃等，从而了它的进一步推广应用。因此，人们正在通过各种努力，在 TPU 中掺加与之相容的廉价聚合物，制成聚合物“合金”，从而达到降低成本、改善某些特殊性能的目的。
