（聚氨脂）弹性体橡胶简述
TPU材料是固体聚氨酯弹性体的 分支，是由聚合二元醇(或长链二元醇)与二异氰酸酯反应生成的 软链段和低分子量二元醇与二异氰酸酯相互反应的 生成硬链段构成的 嵌段高聚物。作为TPU的 主要原料之一。近 年来。由于世界MDI需求增长迅速。国 外一些大企业纷纷扩建．新建生产装置。拜耳企业的 生产能力达到七十万吨。是****大生产商。亨斯迈TPU企业的 产能达到54万吨。跃居世界**位。巴斯夫企业的 生产能力已达到46．3万吨。居世界第三。道化学企业也有扩产计划。生产能力达到了43．1万吨。居世界第四。另外韩国．新加坡也在建设MDI生产装置。这样一来全世界MDI生产总能力已迅速达到(290～300)万吨。
MDI在国 外的 主要用途是生产硬性与中硬性TPU泡沫。该用途占了MDI全球应用的 80％。其中绝大部分是应甩于建筑业．热塑性 弹性体与胶黏剂的 生产以及汽车等方面。据亨斯迈TPU企业有关人员介绍。MDI*终用途的 消费构成为结构材料占50％。纤维绝缘材料弹性体及其他合计占17％。注塑成型材料占13％。制冷机用材占12％。包装材料占8％。
作为TPU70度 70°医疗级TPU弹性体中另外一种用量较大的 原料。聚合物多元醇包括聚酯多元醇．聚氨脂及聚烯烃类多元醇等。由于各自的 结构特点不同。所以用途也各不相同。在TPU的 发展初期。德国拜耳企业利用本国的 煤化工基础。开发了以
苯．甲苯为基础原料合成的 端羟基聚酯多元醇。性能虽好。但价格较高。后来。一些国家开发了以农副产品为基础的 蓖麻油等端羟基多元醇。价格虽低。但性能较差。20世纪50 年代初。美国的 杜邦企业首先开发出以石油裂解产物——烯烃类化合物为基的 端羟基聚氨脂。这类多元醇不仅原料易得。成本低廉。而且合成的 TPU制品的 性能得到了大幅度提高。从而为TPU工业的 高速发展奠定了基础。
TPU材料的 生物相兼容性
TPU70度 70°医疗级TPU生物相容性的医疗级塑胶原料的 生物相容性包括两个方面：一是材料反应。TPU主要包括材料在生物环境中被腐蚀．吸收．降解．磨损与失效等；二是宿主反应。包括局部与全身反应。如炎症．细胞毒性．凝血．过敏．致畸与**反应等。可概括为材料与活体之间的 相互关系。主要包括血液相容性与组织相容性。组织相容性主要指无毒性．元致癌性．无热原反应．无**排斥反应．不破坏邻近组织等。血液相容性一般指不引起凝血。不破坏红细胞。不破坏血小板。不改变血中蛋白。不扰乱电解质平衡。
TPU材料具有良好的 生物相容性．抗凝血性与优良的 物理性能。但目前在医学与生物学领域中用量还不是很大。现在中国能生产医用TPU材料的 企业还不是很多。另外。随着TPU工业的 迅速发展。大量的 TPU废弃物需要回收利用。TPU的 回收利用是目前发展的 另一热点。TPU的 回收利用对保护环境与资源再利用是有利的 。目前。对TPU的 回收利用尚无简单的 解决办法。其主要原因是TPU原料的 物理与化学性质多种多样。致使TPU产物具有专用性。TPU用量较大。其废弃物回收市场前景良好。开发一种经济可行的 回收方法已经成为业界研究的 热点。但中国与发达国家相比。有一个较大的 差距。国 外硬质泡沫主要消费于建筑业。占硬质泡沫消费量的 50％以上；中国大多用于冰箱．冷库。总体来说。目前中国TPU行业的 生产技术水平有了很大的 提高。但作为TPU工业的 核心原料——异 氰酸酯 与聚氨脂产业还有待于进一步加快发展。在MDI生产中。中国只有烟台“万华”等企业可以与国 外企业相抗衡。已进人世界六大制造商之列。但TDI企业普遍规模较小。随着中国经济的 持续发展。中国TPU工业将进入快速发展阶段。形成一个原料．助剂．制品．加工机械配套完整。而且技术先进．生产结构合理的 产业。成为中国国民经济中重要的 新材料工业部门。
TPU材料加工温度参考
1.聚氨脂TPU70度 70°医疗级TPU在加工前需要对材料进行除湿干燥处理，看除湿设备来决定除湿工艺。
A 普通烘箱或烘干料斗：TPU70度 70°医疗级TPU硬度在85度以下的 需要用90A3-4小时，硬度85度以上的 需要用100A3-4小时进行除温，特殊牌号除外。
B 除湿干燥机：硬度85度以下90A2-3小时，硬度85度以上100度2-3小时。
2 TPU材料产品二次回火后熟成处理：看材料的 属性和硬度来分，材料供应商会提供TDS，上面都会有相关的 后熟成处理温度。在弹性体材料当中。由于软硬段的 不相容性。存在明显的 微相分离结构。其中软段提供弹性。硬段起到增强填充和交联作用。这种多相的 高分子具有机械强度高．硬度高．耐磨耗和耐化学腐蚀等特点。氨基甲酸酯基团的 极性特征．基团间形成氢键的 能力以及长链软段和短链硬段溶解性的 差异。导致软硬段热力学不相容而产生微相分离。硬段分子之间缔合在一起形成许多微区而分散在软段相基质中。这样*终形成的 PU材料并不是统计学上的 无规共聚物。而是硬段含量很高的 聚合物链与几乎是纯软段的 “混合物”。且在化学键连接的 两相微区中存在着氢键相互作用。耐低温医用级TPU有强极性和氢键作用的 硬段在橡胶态的 软段基质中起到物理交联点和活性增强填料的 作用。
影响TPU70度 70°医疗级TPU塑料收缩率的主要因素
TPU70度 70°医疗级TPU收缩率很难**确定，首先是因为各种塑料的收缩率不是一个定值，而是一个范围，因为不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同，即使是同一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一样，因而各工厂只能为用户提供该厂所生产塑料的收缩率范围。其次，在成形过程中的实际收缩率还受到塑料件形状、模具结构和成形条件等因素的影响。
下面对这些因素的影响分别进行介绍;
①TPU塑料件形状 成形件壁厚会因其冷却时间较长，而导致收缩率较大。对一般塑料件来说，当熔料流动方向尺寸与垂直于熔料流动方向尺寸的差异较大时，则收缩率差异也较大。从熔料流动距离来看，远离浇口部分的压力损失大，因而该处的收缩率比靠近浇口部位的大。因加强肋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力，因而这些部位的收缩率会较小。
②TPU模具结构 浇口形式对收缩率也有影响。用小浇口时，因保压结束之前浇口固化早而使塑料件的收缩率增大。注塑模中的冷却回路结构也是模具设计中的一个关键，冷却回路设计得不适当，塑料件各处温度不均衡而产生收缩差，其结果是使塑料件尺寸超差或变形。在薄壁部分，模具温度分布对收缩率的影响则更为明显。
③TPU料筒温度 料筒温度(塑化温度)较高时，压力传递较好而使收缩力减小。但用小浇口时，因浇口固化早而使收缩率仍较大。对于厚壁的塑料件来说，即使料筒温度较高，其收缩仍较大。
④TPU补料 在成形条件中，应该尽量减少补料以使塑料件尺寸保持稳定。但如果补料不足则无法保持压力，也会使收缩率增大。
⑤TPU注射压力 注射压力是对收缩率影响较大的因素，特别是充填结束后的保压压力。在一般情况下，压力较大时材料的密度大，收缩率就较小。
⑥TPU注射速度 注射速度对收缩率的影响较小。但对于薄壁塑料件和细小浇口的情况，以及使用强化材料时，注射速度加快则收缩率小。
智能材料包括智能金属材料
智能元机非金属材料与智能高分子材料等。智能材料起源于功能材料。功能材料有两类：一类是对外界或内部的 刺激强度如应力．应变．热．光．电．磁．化学与辐射等具有感知的 材料。通称感知材料。可制成传感器；另一类是对外界环境条件或内部状态发生变化做出响应或驱动的 材料。可制成驱动器或执行器。智能材料是利用上述材料做成传感器与驱动器。借助现代信息技术对感知的 信息进行处理并把指令反馈给驱动器。从而做出灵敏．恰当的 反应；当外部刺激消除后又能迅速恢复到原始状态。这种集传感器．驱动器与控制系统于一体的 智能材料。体现了生物的 特有属性。
智能材料需具备以下内涵；
①具有感知功能。能够检测并且可以识别外界(或者内部)的 刺激强度。如电．光．热．应力．应变．化学．核辐射等。
②具有驱动功能。能够响应外界变化。
③能够按照设定的 方式选择与控制响应。
④反应比较灵敏．及时与恰当。
⑤当外部刺激消除后。能够迅速恢复到原始状态。
智能材料发展的 根本驱动力来自于仿生。其目标是获得具有类似于生物的 各种功能的 “活”材料。因此智能材料必须具有感知．驱动与控制这三个基本要素。智能材料一般由两种或两种以上的 材料复合成一个智能材料系统。这就使得智能材料的 设计．制造．加工与性能结构特征均涉及了材料学的 *前沿领域。使智能材料代表了材料科学的 *活跃方面与*先进的 发展方向。智能材料已成为材料科学的 一个重要研究领域。智能材料与智能结构有着巨大的 潜在的 应用前景。其发展将推动与带动许多方面的 技术进步。
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