热塑性聚胺脂弹性体橡胶tpu.docx
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热塑性聚胺脂弹性体橡胶tpu
热塑性聚胺脂弹性体橡胶tpu
TPU名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶,这种材料能在必然热度下变软,而在常温下能够维持不变.用在鞋上多起稳固支撑的作用.
TPU(Thermoplasticpolyurethanes):
热塑性弹性体橡胶.一种能够在必然热度下反复变软或改变的塑胶材料,而在常温下它却能够维持形状不变.能起个支撑、爱惜的作用.位于鞋中底(也不必然,很多地址都会用到)
编辑本段特性TPU的要紧特性有:
硬度范围广:
通过改变TPU各反映组分的配比,能够取得不同硬度的产品,而且随着硬度的增加,其产品仍维持良好的弹性和耐磨性。
机械强度高:
TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。
耐寒性突出:
TPU的玻璃态转变温度比较低,在零下35度仍维持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。
加工性能好:
TPU可采纳常见的热塑性材料的加工方式进行加工,如注塑、挤出、压延等等。
同时,TPU与某些高分子材料一起加工能够取得性能互补的聚合物合金。
耐油、耐水、耐霉菌。
再生利用性好。
编辑本段用途各类TPU成型品的用途:
汽车部件
球型联轴节;防尘盖;踏板刹车器;门锁撞针;衬套
板簧衬套;轴承;防震部件;内外装饰件;防滑链等
机械·工业用部件
各类齿轮;密封件(要紧起耐磨和耐油作用);防震部件;取模针;衬套;轴承
盖类;连接器;橡胶筛;印刷胶辊等
衣饰辅料
女士文胸肩带、服装松紧带等。
鞋类
垒球鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、足球鞋鞋底及鞋前掌
女士鞋后跟;滑雪靴;平安靴,高级鞋底等
其他
自位轮;把手;表带等
管材·软管
高压管;医疗管;油压管;气压管;燃料管;涂敷管
输送管;消防水带等
薄膜·板材
转动带(具有必然的拉伸作用);气垫;膜片;键盘板;复合布等
电线·电缆
电力通信电缆;运算机配线;汽车配线;勘探电缆等
其他
各类环形管线;圆形带;V型带;同步带;防滑带等
压延
软体槽、罐类;薄膜复合片材箱包面料等
吹塑
各类车辆用箱类;各类容器类
吹膜
超薄、宽幅薄膜(医疗、卫生用品)
溶液
熔接料;粘接剂;人造革、合成革、绳、铁丝、手套等涂层
TPU为热塑性聚氨酯,有聚酯型和聚醚型之分,它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,弹性好,在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域取得普遍应用,无卤阻燃TPU还能够代替软质PVC以知足愈来愈多领域的环保要求。
TPU品牌牌号众多,质量良莠不齐,选择TPU时最好通过详细的评估论证,不然不能取得性价比最优的结果.
TPU这种材料能在必然热度下变软,而在常温下能够维持不变.用在鞋上多起稳固、支撑的作用.TPU又称聚氨酯橡胶,是聚氨酯的一种,在国内时比较新兴的产品,普遍应用于制鞋行业、管材.等行业。
TPU模塑成型工艺有多种方式:
包括有注塑、吹塑、紧缩成型、挤出成型等,其中以注塑最为经常使用。
注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件,分成预塑、注射和机出三个时期的不持续进程。
注射击机分柱塞式和螺杆式两种,推荐利用螺杆式注射机,因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融。
一、注射机的设计
注射机料筒衬以铜铝合金,螺杆镀铬避免磨损。
螺杆长径比L/D=16~20为宜,至少15;紧缩比1~1。
给料段长度,紧缩段,计量段。
应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地址,避免反流并维持最大压力。
加工TPU宜用自流喷嘴,出口为倒锥形,喷嘴口径4mm以上,小于主流道套环入口,喷嘴应装有可控加热带以避免材料凝固。
从经济角度考虑,注射量应为额定量的40%~80%。
螺杆转速20~50r/min。
模具设计就注意以下几点:
(1)模塑TPU制件的收缩率
收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的阻碍。
通常收缩率范围为~cm。
例如,100×10×2mm的长方形试片,在长度方向浇口,流动方向上收缩,硬度75A比60D大2~3倍。
TPU硬度、制作厚度对收缩率的阻碍见图1。
可见TPU硬度在78A~90A之间时,制件收缩率随厚度增加而下降;硬度在95A~74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加。
(2)流道和冷料穴
主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道,直径应向内扩大,呈2o以上的角度,以便于流道赘物脱模。
分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道,在塑模上的排列应呈对称和等距散布。
流道可为圆形、半圆形、长方形,直径以6~9mm为宜。
流道表面必需像模腔一样抛光,以减少流动阻力,并提供较快的充模速度。
冷料穴是设在主流道结尾的一个空穴,用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而避免分流道或浇口堵塞。
冷料混入型腔,制品容易产生内应力。
冷料穴直径8~10mm,深度约6mm。
(3)浇口和排气口
浇口是接通主流道或分流道与型腔的通道。
其截面积通常小于流道,是流道系统中最小的部份,长度宜短。
浇口形状为矩形或圆形,尺寸随制品厚度增中,制品厚度4mm以下,直径1mm;厚度4~8mm,直径;厚度8mm以上,直径为~。
浇口位置一样选在制品最厚的而又不阻碍外观和利用的地址,与模具壁成直角,以避免缩孔,幸免旋纹。
排气品是在模具中开设的一种槽形出气口,用以避免进入模具的熔料卷入气体,将型腔的气体排出模具。
不然将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满,乃至因空气受紧缩产生高温而将制品烧伤,制件产生内应力等。
排气口可设在型腔内熔料流动的止境或在塑模分型面上,为深、6mm宽的浇槽。
必需注意模具温度尽可能操纵均匀,以避免制件翘曲和扭变。
3模塑条件
TPU最重要的模塑条件是阻碍塑化流动和冷却的温度、压力和时刻。
这些参数将阻碍TPU制件的外观和性能。
良好的加工条件应能取得均匀的白色至米色的制件。
(1)温度
模塑TPU进程需要操纵的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度。
前两种温度要紧阻碍TPU的塑化和流动,后一种温度阻碍TPU的流动和冷却。
a.料筒温度
料筒温度的选择与TPU的硬度有关。
硬度高的TPU熔融温度高,料筒结尾的最高温度亦高。
加工TPU所用料筒温度范围是177~232℃。
料筒温度的散布一样是从料斗一侧(后端)至喷嘴(前端)止,慢慢升高,以使TPU温度平稳地上升达到均匀塑化的目的。
b.喷嘴温度
喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度,以避免熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。
若是为杜绝流涎而采纳自锁式的喷嘴,那么喷嘴温度亦可操纵在料筒的最高温度范围内。
c.模具温度
模具温度对TPU制品内在性能和表观质量阻碍专门大。
它的高低决定于TPU的结晶性和制品的尺寸等许多因素。
模具温度通常通过恒温的冷却介质如水来操纵,TPU硬度高,结晶度高,模具温度亦高。
例如Texin,硬度480A,模具温度20~30℃;硬度591A,模具温度30~50℃;硬度355D,模具温度40~65℃。
TPU制品模具温度一样在10~60℃。
模具温度低,熔料过早冻结而产生流线,而且无益于球晶的增加,使制品结晶度低,会显现后期结晶进程,从而引发制品的后收缩和性能的转变。
d.压力
注塑进程是压力包括塑化压力(背压)和注射压力。
螺杆后退时,其顶部熔料所受到的压力即为背压,通过溢流阀来调剂。
增加背压会提高熔体温度,减低塑化速度,使熔体温度均匀,色料混合均匀,并排出熔体气体,但会延长成型周期。
TPU的背压通常在0。
3~4MPa。
注射压力是螺杆顶部对TPU所施的压力,它的作用是克服TPU从料筒流向型腔的流动阻力,给熔料充模的速度,并对熔料压实。
TPU流动阻力和充模速度与熔料粘度紧密相关,而熔料粘度又与TPU硬度和熔料温度直接相关,即熔料粘度不仅决定于温度和压力,还决定于TPU硬度和形变速度。
剪切速度越高粘度越低;剪切速度不变,TPU硬度越高粘度越大。
在剪切速度不变的条件下,粘度随温度增加而下降,但在高剪切速度下,粘度受温度的阻碍不像低剪切速度那样大。
TPU的注射压力一样为20~110MPa。
保压压力大约为注射压力的一半,背压应在1。
4MPa以下,以使TPU塑化均匀。
e.时刻
完成一次注射进程所需的时刻称为成型周期。
成型周期包括充模时刻、保压时刻、冷却时刻和其他时刻(开模、脱模、闭模等),直接阻碍劳动生产率和设备利用率。
TPU的成型周期通常决定于硬度、制件厚度和构型,TPU硬度高周期短,塑件厚周期长,塑件构型复杂周期长,成型周期还与模具温度有关。
TPU成型周期一样在20~60s之间。
f.注射速度
注射速度要紧决定于TPU制品的构型。
端面厚的制品需要较低的注射速度,端面薄那么注射速度较快。
g.螺杆转速
加工TPU制品通常需要低剪切速度,因此以较低的螺杆转速为宜。
TPU的螺杆转速一样为20~80r/min,那么优选20~40r/min。
(4)停机处置
由于TPU高温下延长时刻可能发生降解,故在关机后,应该用PS、PE、丙烯酸酯类塑料或ABS清洗;停机超过1小时,应该关闭加热。
(5)制品后处置
TPU由于在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同,常会产生不均匀的结晶、取向和收缩,因此致使制品存在内应力,这在厚壁制品或带有金属嵌件的制品中更为突出。
存在内应力的制品在贮存和利用中常会发生力学性能下降,表面有银纹乃至变形开裂。
生产中解决这些问题的方式是对制品进行退火处置。
退火温度视TPU制品的硬度而定,硬度高的制品退火温度亦较高,硬度低温度亦低;温度太高可能使制品发生翘曲或变形,太低达不到排除内应力的目的。
TPU的退火宜用低温长时刻,硬度较低的制品室温放置数周即可达到最正确性能。
硬度在邵尔A85以下退火80℃×20h,A85以上者100℃×20h即可。
退火可在热风烘箱中进行,注意放置位置不要局部过热而使制品变形。
退火不仅能够排除内应力,还可提高力学性能。
由于TPU是两相形态,TPU热加工期间发生相的混合,在迅速冷却时,由于TPU粘度高,相分离很慢,必需有足够的时刻使其分离,形成微区,从而取得最正确性能。
(6)镶嵌注塑
为了知足装配和利用强度的需要,TPU制件内需嵌入金属嵌件。
金属嵌件先放入模具内的预定位置,然后注射成一个整体的制品。
有嵌件的TPU制品由于金属嵌件与TPU热性能和收缩率不同较大,致使嵌件与TPU粘接不牢。
解决的方法是对金属嵌件进行预热处置,因为预热后嵌件减少了熔料的温度差,从而在注射进程中可使嵌件周围的熔料冷却较慢,收缩比较均匀,发生必然的热料补缩作用,避免嵌件周围产生过大的内应力。
TPU镶嵌成型比较容易,嵌物形状不受限制,只要在嵌件脱脂后,将其在200~230℃加热处置1。
5~2min,剥离强度可达6~9kg/25mm。
欲取得更牢的粘接,可在嵌件上涂粘合剂,然后于120℃加热,再行注射。
另外,应该注意所用的TPU不能含润滑剂。
(7)回收料的再利用
在TPU加工进程中,主流道、分流道、不合格的制品等废料,能够回收再利用。
从实验结果看,100%回收料不掺合新料,力学性能下降也不太严峻,完全能够利用,但为维持物理力学性能和注射条件在最正确水平,推荐回收料比例在25%~30%为宜。
应该注意的是回收料与新料的品种规格最好相同,已污染的或已退火的回收料幸免利用,回收料不要贮存太久,最好马上造粒,干燥利用。
回收料的熔融粘度一样要下降,成型条件要进行调整。
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