加纤TPU

聚氨酯发展概况

     聚氨酯是高分子主链上含有氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的聚合物。聚氨酯是一类用途十分广泛的合成材料，产品有泡沫塑料、橡胶、涂料、粘合剂、纤维、合成皮革等，加纤TPU广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工、纺织等部门，产量与品种逐年递增。因此，聚氨酯在材料工业中占有相当重要的地位，成为世界各国竞相发展的高分子材料之一。

     1936 年，德国化学家奥托·拜耳（Otto·Bayer）及其同事在研究异氰酸酯的加成聚合反应过程中，首先合成出含有氨基甲酸酯特性基团的化合物。在**次世界大战期间，德国为与美国杜邦（DuPont）公司发明的尼龙新材料竞争市场，对有机异氰酸酯和多元醇的加成反应进行了深入、系统的研究，合成出*早的氨基甲酸酯聚合物，命名为埃加密德U（Igamid U），加纤TPU并成功地制备出类似尼龙的合成纤维，取名为帕龙U（Perlon U），1944 年建立了**个月产25t 的小型生产装置，生产降落伞用特种合成纤维等。在此基础上，相继开发出聚氨酯泡沫塑料、弹性体、涂料等产品，建成月产10t 的中试生产装置。为掌握聚氨酯的生产技术，德国拜耳公司开展了系列的理论、应用和工业化生产研究，从而奠定了聚氨酯材料的基础。

含异氰酸酯基的低聚物和聚醚增容改性POM／TPU共混物

     TPU是一种综合性能优良的工程塑料，加纤TPU具有很高的强度和刚度， 良好的尺寸稳定性，优良的耐腐、耐磨、自润滑和抗蠕变性能，加纤TPU广泛应用于汽车、机械、电气、化工、仪表等行业 。然而，聚甲醛的冲击韧性差、缺口敏感性大，这与其优良的综合性能极不相匹配，在一定程度上限制了其使用范围，有必要对其进行增韧改性。

     TPU本身是一种无支链的线形高结晶性聚合物。分子链结构简单规整，使得TPU与其他聚合物间的相容性极差；高结晶性，使得TPU缺口冲击韧性差， 这些导致了对聚甲醛增韧改性比较困难。TPU增韧改性聚甲醛的研究虽然取得了一些成果 。 。但是，在这些研究中只有在TPU添加量较高的情况下，聚甲醛才能获得较好的增韧效果，而这往往导致了共混物刚性的大幅下降。所以，在较低TPU添加量的情况下，研究通过添加适当的助剂，改善聚甲醛与热塑性聚氨酯之间的相容性，降低聚甲醛的结晶度，获得较好的增韧效果，具有十分重要的意义。

z的加入对POM／TPU共混物力学性能的影响

     随TPU含量的增加，两种共混物的拉伸强度和弯曲模量都呈现下降的趋势，两种共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率都呈现上升的趋势，这与弹性体增韧塑料的一般规律一致 。

     在TPU含量相同的情况下，POM／TPU／Z共混物的力学性能尤其是缺口冲击强度和断裂伸长率都优于POM／TPU共混物。在加纤TPU 含量为2O(质量)时，POM／TPU／Z共混物的缺口冲击强度达到23 kJ·m～ ，比相同TPU含量的POM／TPU共混物的缺口冲击强度提高了50 ，并且其他力学性能都有一定程度的提高。在TPu含量为30(质量)时，POM／TPU／Z共混物的缺口冲击强度达到65 kJ·m。。。， 是纯P0M 缺口冲击强度(6kJ·m )的1O倍，断裂伸长率达到300 ，是纯POM 断裂伸长率(40％)的7倍。

     聚甲醛分子链上的端羟基与含异氰酸酯基的低聚物分子链上的异氰酸酯基团发生反应，生成了一定量的氨酯基。同时，含异氰酸酯基的低聚物又可以与聚氨酯分子链上的氨基甲酸酯发生反应。这就表明：含异氰酸酯基的低聚物在POM和TPU之问起到了增容剂的作用。另一方面，含异氰酸酯基的低聚物分子链上的异氰酸酯基团还可以与TPU 分子链上的氨基甲酸酯发生交联反应，形成嵌段共聚物，交联本身会对共混物冲击强度的提高具有一定贡献。所以，在增容和交联的协同作用下，共混物的缺口冲击强度和断裂伸长率都有了较大幅度的提高。

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