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            TPU材料應用

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             TPU材料主要有以下幾方面的應用:

              1、薄膜與片材
              聚氨酯薄膜主要采用擠壓、壓延和吹塑等工藝來制備,厚度從幾微米到幾毫米,并且可以通過加入顏料制得各種顏色的TPU松緊帶產品。由于聚氨酯分子結構的特點,人們可以通過調節聚氨酯嵌段成分比例,改變其彈性、硬度和親水性,因此聚氨酯薄膜同聚氨酯彈性體一樣具有卓越的高張力、高拉力、強韌性和耐老化性能,同時又具有優異的生物和血液相容性以及耐化學藥品性,廣泛應用與醫療衛生、高檔紡織面料、工業等多個領域。

              聚醚型TPU還可以用來生產防水透濕透氣薄膜,具有環保、透氣、防水等功能。TPU薄膜厚度有從幾微米到幾毫米,有高、中、低透濕膜,廣泛應用于包裝、服裝貼合、肩帶和鞋材等各種領域。如運動鞋、登山鞋、雪鞋、高爾夫球鞋、溜冰鞋等鞋類的面料和內里材料,TPU薄膜的透氣透濕性及低溫柔韌性,可以賦予鞋類其他材料無法比擬的舒適感。

              醫療衛生領域主要使用熱塑性聚氨酯薄膜,如手術衣、醫療手套、醫療用褥墊、冰袋、繃帶、血漿帶、避孕套、傷口敷藥、人工器官等方面。防水透氣的聚氨酯醫用手套能提供優良水蒸氣滲透性、防菌性和舒適性。傳統傷口敷料具有很多缺點,而采用聚氨酯微孔及親水膜可以使傷口敷料有良好透氣、吸收功能,聚氨酯的良好生物相容性也可用作經皮膚給藥敷料,既能有效阻隔藥物中活性組分不必要的擴散,又可以保證活性成分按一定速率作用于皮膚,目前國外已經在大良使用了,預計我們以后會有巨大的市場。

              聚氨酯薄膜具有光學透明、手感柔軟、高伸展性、耐久易加工和防水透氣性,作為高檔或者特殊紡織面料在日常生活中應用十分廣泛。采用聚氨酯薄膜作為醫療服裝面料,具備透氣、防菌、防液體透過、長期洗滌和蒸汽殺菌條件下不會降解和價格合理等優點。最早聚氨酯薄膜及涂層首先應用于從事農業、建筑業、林業、登山和海洋及空中救援等戶外工作人員的服裝,后逐漸拓展到鞋類。

              目前,聚氨酯在鞋類上應用極為廣泛,如各類鞋子尤其是運動鞋或者是特殊功能鞋類面料及內里材料等;近年來,聚氨酯薄膜越來越多的運用到成衣和時裝的制作,采用透氣的聚氨酯薄膜材料制成的服裝不僅具有呼吸功能,還能夠抗靜電。

              專用TPU還可以滿足德國健康委員會對于食品接觸材料的要求,以及美國食品醫藥管理局的相關要求。

              2、TPU復合革
              聚氨酯薄膜用于生產復合織物,作為居家服飾面料,在室溫下可以起到保護的作用,在室溫以上可以有良好的透濕性能。

              在工業領域聚氨酯復合革常被用來做防火、隔熱、隔音材料、飛機零部件及裝潢、汽車零部件及防水貼條、壓縮封條、傳送皮帶、絕緣板、安全防彈玻璃。如美國將之做成汽車呵護膜產品,用于發動機罩前緣、汽車前后保險杠、車門下圍板、門鎖把手等包覆,避免受到石擊、摩擦以保護汽車表面油漆。

              TPU復合革一般都具有良好光學透明性和光穩定性,我國很多生產廠家也采用進口聚氨酯薄膜對汽車內外部進行包裝和保護。英國開發出了一種用于飛機盒防彈轎車上的防彈玻璃,就是用多層聚氨酯薄膜復合而成的。除此之外,以聚氨酯為基礎的塑料薄膜復合革還用于模具工業、金屬及武器的防腐蝕。

              3、TPU管材
              TPU可以制成許多不同類型的管材。聚醚酯型和聚醚型TPU具有高伸長率和良好的耐水解和耐微生物性、優異的機械性能(拉伸強度和抗撕裂強度)等一系列優點,因而適用于消防水管的內襯。這種消防管比傳統的消防管輕,更便于操作使用。

              TPU做內層的管材在傳送沙石、石漿料的時候非常有用,其良好的耐磨性、耐穿刺性使得管材的壽命相對較長,更加節省材料。

              TPU軟管具有柔軟、良好的抗張強度、沖擊強度和耐高溫性,所以在國內,TPU軟管多用來飛機、坦克、汽車、摩托車、機床等的輸氣、輸油軟管。

              4、TPU鞋材
              由于TPU的耐磨性、耐穿刺性、抗縱向彎曲強度和低溫沖擊強度都比較高,因此常用于滑雪鞋的外層材料。

              TPU的耐撕裂性和抗裂紋傳播性是塑料材料中最好的。比如滑雪鞋常用邵氏硬度50D~66D、楊氏模量100~600MPa的TPU,并根據不同部位對性能的要求選用合適的TPU牌號。滑冰鞋也常用TPU制作,因為TPU耐低溫沖擊強度高。

              許多運動鞋的鞋底都是用TPU材料制作的,特別是在足球鞋方面的應用最為普遍。常用邵氏硬度85A~90A的聚酯型TPU,由于它具有極其優異的耐磨性和抗切割性。并且TPU材料也可以做的很柔軟,并且彈性好,做鞋的內襯和鞋墊舒適度會比其他材料高,因此,在運動鞋、休閑鞋中使用率很高。

              5、汽車部件
              因TPU具有良好的回彈性、抗切割性、耐候性、耐油性,故很適用于汽車工業,已經成為汽車上用量最大的塑料品種之一。

              根據汽車構件的不同,TPU以泡沫塑料、彈性體、膠粘劑等不同形態和性能來適應汽車的要求,比如TPU泡沫塑料隨著配方的改變,具有質量輕、隔熱、回彈性好、舒適性好、低溫性能好、耐用、安全性和吸震性較高等特點,其優越性是其他材料不能相比的。

              BASF公司開發了一種用于汽車內部裝飾的TPU蒙皮材料Elastoskin用于儀表板和門板內飾件面層,其性能優于目前采用的聚氯乙烯(pvc)及其他蒙皮材料,成本比用PVC等蒙皮材料還低,是PVC理想的替代品。TPU還可以用作汽車其他構件,如保險杠、骨架材料、儀表板、減震墊等零部件。

              一種聚氨酯結構反映模塑(SRIM)技術在歐美已有廣泛使用,可以有效減輕零部件的質量。其工藝過程是:先預成型表皮,將玻纖氈放入模具,然后再注入聚氨脂樹脂,熟化成型(微發泡)。用這種工藝可生產多種汽車飾件,如門內飾板、衣帽架、儀表板骨架和頂棚骨等。SRIM的優點飾可以根據零部件力學性能的不同,靈活設計壁厚、弧度或加強筋。

              與注塑等產品相比,SRIM具有較低的車內噪聲,還能提高產品的物理性能,如密度更低、延伸率更高、不容易產生臭味及發霉問題等,創造出舒適的車內環境。

              6、醫療衛生
              TPU與人體皮膚相容性很高,聚醚型TPU與人體血液和組織相容性較好,因此可以用TPU管來制作輸血管,甚至開發了TPU制作成的微孔型、可生物降解、柔性的、與血液相容的人造血管。

              現在隨著醫學發展,現在TPU制品因為其優異的性能也被用來做人造器官的材料,其產品包括人工心臟瓣膜、人工肺、人工皮膚、燒傷敷料、骨粘合劑、心臟起博器絕緣線、縫線、各種夾板、導液管、人工血管、氣管、插管、齒科材料、計劃生育用品等。

              比如,采用聚酯型TPU共聚物制造的人體假肢與人體組織有很好的相容性。如聚酯-MDI發泡所制得的PU微孔彈性體可制作假肢;水發泡TPU可制作假肢護套,其耐磨性能超過乳膠護套;上肢肢體采用聚醚多元醇和TDI一步法制成微孔彈性體,而要求耐磨及耐屈撓的手掌和手指部分以聚酯多元醇和MDI為主要原料采用半預聚法制備。

              用TPU材料替代原來包覆PVC的乳膠手套材料,消除了電動假手的大部分噪聲,并省電。

              骨折病人一般用石膏繃帶固定,但石膏有重量大、強度低、透氣性差等缺點,國內外研究人員致力于更理想的矯形材料的研究,其中用聚氯酯材料制作的繃帶既可避免潮濕而引起的并發癥,又具有石膏繃帶的特點,且較石膏繃帶更為堅固,其強度為石膏繃帶的20倍,能承受人體肌肉用力而變形的強度,繃帶各層間有很好的黏合性,長期繃扎不變形,耐磨損,材料相對密度小,有一定的透氣性,能透過皮膚所蒸發的水分,可以預防瘙癢、臭氣和皮膚細菌的感染,從而避免皮膚萎縮的發生,材料結構穩定,不怕水的浸泡和液體的侵蝕,不會燃燒,成型條件不苛刻,使用范圍、操作方法與石膏繃帶相似,不改變臨床傳統使用習慣,不需要任何特殊設備和儀器,操作簡便、使用衛生、固化速度快、質輕層簿、堅而韌,不易使傷口發炎,具有透氣性好、剛度強、耐水浸、透X光的特點,在創傷骨科治療和矯形治療中,可用作固定材料,其綜合性能明顯優于石膏繃帶。

              TPU材質因其透氣、高彈性、高生物相容性成為了人體組織最佳的替代品。以后隨著醫學進步,TPU還會在醫療衛生方面大有發揮。

              7、TPU膠黏劑
              TPU膠黏劑屬于聚氨酯膠黏劑的一種。現在普遍用于尼龍、滌綸及PU織物和皮革的表面處理,具有耐化學品、抗紫外線、耐水解、低溫柔韌性好、彎曲疲勞性能良好等特點。

              TPU膠粘粘劑具備優異的橡膠特性,能適應不同熱膨脹系數基材的粘合,它在基材之間形成具有軟-硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具有優異的緩沖、減震功能。

              TPU膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑。TPU膠黏劑根據用途不同,可分為汽車用聚氨酯膠粘劑、木材用聚氨酯膠粘劑、鞋用聚氨酯膠粘劑、包裝用聚氨酯膠粘劑、建筑用聚氨酯膠粘劑、油墨用聚氨酯粘接劑和書籍裝訂用聚氨酯膠粘劑等,在日常生活和工業生產中發揮重要作用。

              TPU膠黏劑也可以顏料和溶劑混合配制成清漆和油墨,可以噴涂到不同基體上。

              水性聚氨酯膠粘劑具有低揮發性有機化合物含量、低或無環境污染、不燃等特點,是聚氨酯膠粘劑的重點發展方向。

              8、電纜電線
              耐高低溫是電纜性能的關鍵,因此TPU被用來做高等電纜的被覆材料。超高的硬度、低溫柔韌性、耐磨性、耐環境和耐氣候性,這些優良的機械和物理性能延長了線纜的耐久力和使用壽命。

              特殊地形用的電纜、光纜、地震電纜、飛機電纜的保護套一般都是TPU材料,由于其電阻率大于1012Ω·cm,同時具有耐磨、耐水解、耐氣候、耐曲撓、高硬度等優點。TPU材料絕緣性好,而且對電線的保護性好,使用安全,不易引起火災事故。

              9、TPU在紡織工業上的應用
              工業上主要采用熔融法紡氨綸。氨綸的優異性能:突出的高回彈性,氨綸的高回彈性是目前所有彈性纖維都無法比擬的,它的斷裂伸長率大于400%,最高可達800%,即使在300%拉伸形變時,回彈回復率仍在95%以上;優異的抗張強度、抗撕裂強度;耐氣候、耐紫外線照射能力強;耐化學品、耐洗滌;與染料的親和性好。

              氨綸已被廣泛應用于紡織品中,是一種高附加值的新型紡織材料。

              氨綸一般不單獨使用,而是少量地摻入織物中,其使用形式主要有四種:裸絲、包芯紗、包覆紗、合捻線。如絲襪、泳衣、舞蹈衣、萊卡(純棉包覆氨綸絲)、服裝等,在傳統紡織品中,只需加入不到10%數量的氨綸,就可以使傳統織物的檔次大為提高,顯示出柔軟、舒適、美觀、高雅的風格。

              比如近年來在時裝圈風靡的萊卡面料。萊卡是全球最大的綜合纖維和聚合物公司英威達的一個商品名,英威達在氨綸領域中占據市場壟斷地位,萊卡幾乎是所有氨綸紗的代名詞。它完全取代了傳統的彈性橡筋線,在體操服、游泳衣這些具有特殊要求的服裝中,萊卡幾乎成為必不可少的組成元素。

              它可以讓人們曲線畢露,肢體伸展自如而毫無壓迫感。萊卡不僅在日常服裝中用途廣泛,也是時裝設計師制造流行的萬花筒中的寵物。萊卡因此曾被欣喜不已的人們稱為神奇的纖維。

              設計師在談到自己的作品時,喜歡說,用了一點萊卡。也許,不僅是用了萊卡的服裝相當時髦,這個詞本身就帶有強烈的時髦色彩。

              隨著人們對織物提出新的要求,如重量輕、穿著舒適合身、質地柔軟等,低纖度氨綸織物在合成纖維織物中所占的比例也越來越大。也有用氨綸裸體絲和氨綸與其它纖維合并加捻而成的加捻絲,主要用于各種經編、緯編織物,機織物和彈性布等。

              10、TPU航天業的應用
              我國用TPU為原料采用壓出方法制成的阻攔網,具有強度大、重量輕、彈性好、不易霉爛、耐撕裂、耐低溫、耐油性能好等優良特性。

              在TPU加入熒光物質制成的網體能晚上發光。其各種性能均優于國際上用尼龍編織的網體。例如尼龍的編織的豎帶,其拉伸強度為139.2MPa,用TPU制成的豎帶拉伸強度達到186.3MPa。因此,TPU網做阻攔網更有效果。用TPU制成的飛機薄壁油箱工藝簡單,壁薄,重量輕,是由壽命長。

              TPU又具有高的抗輻射性,適用于制作宇宙飛行人員X射線和原子能工作人員的保護衣。隨著航空事業不斷發展,對飛機維護技術的需求也相應增加,要求也會越來越嚴格,TPU材料的優異性能,會使它具有更多的利用價值。

              11、TPU在其他行業的應用
              TPU材料在冰箱制造、交通運輸、土木建筑、機電、石油化工、礦山機械等行業都有廣泛運用。它具有其它塑料材料所無法比擬的強度高、韌性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐氣候等特性,同時具有高防水性、透濕性、防風、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外線以及能量釋放等許多獨特的功能,能制作成各種零部件、機器外保護殼。TPU也能替代其他任何PU塑料盒PVC塑料的。

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