TPU 是由硬段(二异氰酸酯 + 扩链剂) 和软段(聚醚 / 聚酯多元醇) 交替共聚形成的线性高分子材料,其结构特点直接决定了 “弹性恢复性” 与 “热塑性加工性” 的平衡:
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硬段:提供强度、1343113 1945刚性和耐温性,相当于 “骨架”,通过氢键形成物理交联点; - 软段:提供弹性、柔韧性和低温性能,相当于 “弹性链”,在受力时可拉伸变形,卸载后恢复原状。
这种 “物理交联而非化学交联” 的结构,使其可像塑料一样通过注塑、挤出、吹塑等工艺加工,同时具备橡胶的弹性,弥补了传统橡胶 “无法二次加工” 和普通塑料 “缺乏弹性” 的短板。
TPU 的性能优势需结合应用场景判断,以下为其关键特性及与 PVC、EVA、橡胶的对比:
不同软段结构的 TPU 性能差异显著,需根据应用场景选择:
- 软段成分:己二酸与乙二醇 / 丁二醇的缩聚物(如聚己二酸丁二醇酯 PBA);
- 核心优势:耐油性、耐溶剂性、机械强度高(拉伸强度可达 50MPa 以上)、耐磨;
- 短板:耐水性较差(易水解)、低温弹性略弱;
- 典型应用:汽车油管、密封件、工业传送带、运动鞋底(耐磨款)。
- 软段成分:聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)或聚四氢呋喃(PTMEG);
- 核心优势:耐水性优异(抗水解)、低温弹性好(-50℃仍保持弹性)、透气性佳;
- 短板:耐油性略差、长期耐高温性(>80℃)不如聚酯型;
- 典型应用:医疗输液管、潜水服面料(防水透气)、手机保护壳(软壳)、瑜伽垫。
- 软段成分:聚己内酯多元醇;
- 核心优势:兼具聚酯型的强度和聚醚型的耐水解性,生物相容性好(可降解);
- 短板:成本高;
- 典型应用:生物医用材料(如手术缝合线、组织工程支架)、高端户外用品。
在塑胶原料采购或产品设计中,需重点关注以下参数:
- 邵氏硬度(Shore Hardness):最核心指标,范围通常为Shore A 60~Shore D 85(A 代表软质,D 代表硬质);
- 例:Shore A 70-80(手机软壳、握把);Shore D 60-70(运动护具、硬壳包边)。
- 拉伸强度(Tensile Strength):衡量抗断裂能力,聚酯型 TPU 通常 > 40MPa,聚醚型 > 30MPa。
- 断裂伸长率(Elongation at Break):衡量韧性,一般为 400%-800%(越高越易拉伸成型)。
- 撕裂强度(Tear Strength):抗撕裂能力,关键指标(如薄膜、软管),单位 kN/m(通常 > 50kN/m)。
- 耐黄变等级:分 “普通级”(易变黄,适用于室内产品)和 “抗 UV 级”(添加抗氧剂 / 紫外线吸收剂,适用于户外产品如汽车外饰、户外帐篷)。
基于 “弹性 + 耐候 + 加工性” 的组合优势,TPU 覆盖多行业场景:
- 汽车行业:油管、密封圈、减震垫、方向盘套(软质触感)、内饰薄膜(耐磨抗刮);
- 消费电子:手机保护壳(软壳 / 防摔壳)、耳机线材(TPU 包覆,防缠绕)、智能手表表带(耐汗);
- 医疗行业:输液管、导尿管(生物相容)、手术手套(弹性好)、假肢关节套;
- 运动休闲:运动鞋底(轻量耐磨)、瑜伽垫(防滑回弹)、潜水服(防水透气)、运动背包防水涂层;
- 工业领域:高压软管、传送带(耐磨)、印刷辊筒(弹性均匀)、密封件(耐油);
- 3D 打印:柔性模型、定制化鞋垫、机器人手指(需弹性的结构件)。
不同品牌的 TPU 侧重不同性能,以下为行业常用选择:
- 干燥处理:TPU 吸湿性强(尤其是聚酯型),加工前需在 80-100℃下干燥 2-4 小时,避免制品出现气泡;
- 加工温度:根据硬度调整,一般为 170-220℃(硬度越高,温度略高);
- 模具设计:需预留足够的排气孔,避免困气;软质 TPU(Shore A<80)需注意脱模斜度,防止粘模;
- 后处理:制品需冷却定型(可风冷或水冷),避免翘曲,聚酯型 TPU 需避免长期暴露在潮湿环境中。
若你需要针对某一具体应用场景(如汽车用 TPU 选型、医疗级 TPU 认证)或特定品牌型号(如巴斯夫 Elastollan® 1185A)的更详细技术参数,可进一步说明需求,我可协助整理对比表或生成可视化资料(如性能对比图、应用场景示意图)。