聚氨酯彈性體是大分子主鏈上含有較多氨基甲酸酯基官能團(tuán)（-NH-CO-O-）的一類彈性體聚合物，是典型的多嵌段共聚物，一般由聚酯、聚醚、聚烯烴等端羥基低聚物與異氰酸酯及低分子醇類或胺類逐步聚合而成。聚氨酯彈性體既具有橡膠的高彈性，又具有塑料的高強(qiáng)度，可采用塑料熱成型方式加工，因此又稱為熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）。此外，TPU還具有硬度范圍廣（可調(diào)節(jié)）、耐磨、耐油、可回收利用等優(yōu)異性能，已引起人們廣泛關(guān)注，得到了很大發(fā)展，已成為國(guó)防、汽車、能源、交通、建筑、醫(yī)療及其他工業(yè)不可缺少的重要材料。
TPU薄膜
TPU薄膜是一種功能性薄膜，具有其他塑膠材料無法比擬的強(qiáng)度高、韌性好、耐寒、耐油、耐老化、耐氣候、環(huán)保無毒、可分解等特性，同時(shí)具有高防水透濕性、防風(fēng)、防寒、抗菌、保暖、抗紫外線及能量釋放等許多優(yōu)異功能，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
采用特殊工藝制造的厚度在0.015-0.025mm之間的TPU薄膜具有非常優(yōu)秀的防水透濕性能，將這種TPU薄膜與萊卡、棉等面料貼合在一起，可制作出防水透濕性極佳的功能性面料，廣泛應(yīng)用于雪衣、雨衣、風(fēng)衣、防寒服、野戰(zhàn)服等。這種TPU薄膜可分為高、中、低透濕三種，防水性可達(dá)到10,000mm水柱，透濕性可達(dá)到10,000g/m2/24h。
PU薄膜主要應(yīng)用領(lǐng)域及用途
美國(guó)3M公司開發(fā)了一系列的TPU飛機(jī)表面保護(hù)膜，取代傳統(tǒng)的油漆防護(hù)，大大簡(jiǎn)短了維修周期。該TPU膜具有耐磨損、耐刺穿、耐沖擊等特點(diǎn)，成功的保護(hù)飛機(jī)外表面免受風(fēng)、雨、雪、沙礫、微塵、冰雹的侵蝕，目前，3M聚氨酯保護(hù)膠帶已經(jīng)通過波音公司、空中客車等航空公司的認(rèn)可，在波音747、F-16、阿帕奇AH64等多種型號(hào)的飛機(jī)中得到廣泛使用。
同樣，3M公司在汽車的表面防護(hù)也開發(fā)了一系列產(chǎn)品，如汽車表面保護(hù)膜“犀牛皮”。3M犀牛皮漆面保護(hù)膜透明的金罩涂覆層堅(jiān)韌耐磨，特有的耐穿刺性能，可有效的防石擊、抗異物刮擦，并且有優(yōu)異的抗熱、抗老化能力。3M犀牛皮TPU保護(hù)膜還可以將您的愛車漆面完全保護(hù)。漆面保護(hù)膜超長(zhǎng)的五年質(zhì)保更能保證在正常使用情況下不會(huì)產(chǎn)生裂紋、剝落或起泡、不會(huì)變色或發(fā)黃、和車身完美貼合，不會(huì)脫落。
拜耳公司近年來成功開發(fā)了一種商品名為VISTASOLAR 的耐光型TPU薄膜，以取代傳統(tǒng)的EVA薄膜，不僅使太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)更為方便快捷，還大大提高了太陽(yáng)能電池效率和太陽(yáng)能發(fā)電功率。
TPU復(fù)合材料
TPU復(fù)合材料具有優(yōu)良的綜合性能，主要包括TPU塑料合金、TPU橡膠復(fù)合材料以及TPU與無機(jī)材料的復(fù)合。
TPU塑料合金包含TPU/PVC、TPU/ABS、TPU/聚甲醛、TPU/PA（尼龍）、TPU/PC（聚碳酸酯）等。TPU橡膠復(fù)合材料，如TPU與多種橡膠構(gòu)成的合成材料。還有TPU與玻璃纖維、玻璃中空微球、碳納米管的復(fù)合材料。
目前國(guó)內(nèi)外正在開發(fā)針對(duì)汽車應(yīng)用的TPU-PP玻纖增強(qiáng)橡塑復(fù)合材料和TPU基TPV動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體。此類TPU復(fù)合材料具有質(zhì)輕、性價(jià)比優(yōu)良、可回收等優(yōu)點(diǎn)，可望廣泛用做汽車內(nèi)外飾件和結(jié)構(gòu)件等。一旦開發(fā)成功，則TPU在汽車上的應(yīng)用量將大幅增加。
利用TPU彈性體的高強(qiáng)度和高承載能力，美國(guó)固特里公司開發(fā)出第二代TPU，商品名為Estaloc。該產(chǎn)品保持了第一代TPU Estaloc的特性，并采用中空玻璃球作填料，使光澤度提高15%以上，可用于制造汽車邊板和減震墊等。汽車用的液壓橡膠件中有不少是使用TPU材料。
拜耳開發(fā)了碳納米管/PU彈性體復(fù)合材料，代替環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，用于制造風(fēng)力發(fā)電機(jī)扇葉片，該葉片具有質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更大、功率更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于高功率、超高空和氣候條件惡劣環(huán)境下作業(yè)的風(fēng)能發(fā)電機(jī)組。
TPU涂覆織物制品
TPU涂覆織物制品是通過熱熔方法將TPU涂覆于織物骨架材料上，經(jīng)設(shè)計(jì)成型而做成的一種制品。
飛機(jī)軟油箱是安裝在飛機(jī)上的儲(chǔ)存燃油容器。以TPU為主材制成的軟油箱具有優(yōu)良的耐磨、耐油、耐腐、耐老化、耐低溫、防爆炸等性能，代表了當(dāng)代飛機(jī)油箱的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。近年來國(guó)內(nèi)已采用聚醚型TPU熱壓工藝制造了無人駕駛飛機(jī)上的軟油箱，并正在開發(fā)直升飛機(jī)防墜毀軟油箱。此種軟油箱突出優(yōu)點(diǎn)是可有效防止飛機(jī)墜毀時(shí)因油箱漏油起火爆炸。近年來中國(guó)生產(chǎn)油罐用的材料和工藝已有了新的突破。采用性能優(yōu)異的TPU和高溫?cái)D出流涎工藝將TPU涂覆于織物上，再經(jīng)壓合冷卻成卷，而制成軟體油罐。國(guó)內(nèi)現(xiàn)已開發(fā)成60~450L的空投油罐，此種油罐具有強(qiáng)度高、不怕摔等特點(diǎn)，美空軍在越戰(zhàn)中就應(yīng)用了此種軟體油罐，具有較大的軍用價(jià)值。
隨著中國(guó)造船業(yè)的高速發(fā)展以及對(duì)安全規(guī)范要求的提高，救生筏需求量也隨之急增。目前國(guó)外采用TPU熱壓工藝生產(chǎn)救生筏。產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和外觀優(yōu)良。
汽車安全氣囊在國(guó)內(nèi)外高級(jí)轎車中已得到普遍應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)在研制生產(chǎn)由TPU作為涂覆材料的安全氣囊。
耐高壓TPU膠管
目前，中國(guó)已成為膠管生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，2008年全國(guó)膠管生產(chǎn)總量達(dá)到5.6億米以上，其中汽車膠管占到近一半、需求量超過2.5億米，配套市場(chǎng)約有1.5億米，維修市場(chǎng)0.5億米。近年來國(guó)內(nèi)已研制成高強(qiáng)度的耐高壓輸油、輸氣、輸水TPU膠管，此種高性能膠管市場(chǎng)容量呈明顯增大趨勢(shì)。
無鹵阻燃TPU電線電纜料
TPU具有耐撕裂、耐磨、耐高低溫、易彎曲的優(yōu)良性能，因此在高檔電纜如控制電纜、電力電纜中得到了廣泛應(yīng)用。
隨著人們對(duì)環(huán)保和防火安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，許多多層建筑、高鐵、隧道、核電站、船舶、礦山等現(xiàn)代化設(shè)備都要求采用低煙無鹵阻燃電線電纜，因此，無鹵阻燃TPU電線電纜市場(chǎng)需求量很大。
密封圈、墊
TPU有可注塑、擠出的特點(diǎn)，可以制備不同用途的密封材料，取代模壓硫化式橡膠，大大提高使用范圍，降低加工成本。直徑較大的密封圈可采用擠出成型的密封條，利用熱對(duì)接的方式可圍成各種規(guī)格的密封圈。
隨著TPU應(yīng)用的拓展，對(duì)其要求也愈來愈高，特別是耐黃變、耐老化的性能要求，為此，合成新型聚氨酯材料才能滿足日益增加的市場(chǎng)需求。以往的聚氨酯采用異氰酸酯類，由于有不飽和雙鍵的存在，發(fā)黃和老化是聚氨酯的一大缺點(diǎn)，新型脂肪族異氰酸酯和脂環(huán)族異氰酸酯的發(fā)展可以解決這一問題，國(guó)內(nèi)外已有該類聚氨酯彈性體，為將來在飛機(jī)、汽車、新能源、高端裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。無黃變的熱塑性聚氨酯彈性體TPU薄膜和TPU復(fù)合材料將是TPU彈性體未來的重要發(fā)展方向。
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