人們對彈性體材料的要求越來越嚴格，特別是在觸覺性能方面有極其關鍵的應用。為了達到市場需要的柔軟性能，采用添加增塑劑或者與其它更軟材料化合的方法軟化TPU。不幸的是，這些方法通常犧牲的代價是機械或物理性能降低，或者產生潛在環境問題。 圖1：TPU與其它塑料的硬度范圍
TPU的歷史
TPU已被應用幾十年了，其可加工性能和整體柔軟度已經得到持續改進。早期最軟TPU的硬度為80-85硬度A，其中許多產品的加工性能極差。多年以來，TPU已經變得更軟，采取的措施有多種，最通常的方法是添加增塑劑或與更軟的彈性體化合。近年來，采用更新的制造方法和新型原材料可以生產更軟的TPU。
本文介紹的軟性TPU（如圖1中黃色標記部份）是采用軟的、快速結晶的軟組份組成，具有良好的加工特性和優越的性能。
TPU與硬化性能
圖2顯示3種不同軟性TPU的硬化性能。綠線顯示基于乙醚的新型軟性TPU之一DP 6065A與基于酯的軟性TPU。可以看出，新一代TPU比傳統軟性TPU硬化快得多，大大降低循環時間，部件生產更有效。總體來說，在達到最終硬度的50-75％時，加工商可以注射部件。對于DP 6065A，在圖2示例中，可在30秒內達到這一點，而其它軟性TPU需要幾分鐘。由于提高制造效率，循環時間短的等改進可以使每個部件的成本更低。
即使是全新類型，這些TPU仍然具有與傳統熱塑性聚氨酯相關的優異物理特性。此外，由于產品基于聚醚多醇，因此具有耐水解和抗微生物的固有特性，這正是基于酯的軟性TPU存在的問題。附表列示了這種新一代TPU的測試特性、水解以及熱空氣老化效應。
圖2：各種軟TPU的硬度變化
TPU粘接各種基底的性能
為了正確選擇特殊應用材料，了解一種材料粘接在另一種上，或者兩種材料之間形成接口時材料產生的性能極其重要。
一般來說，TPU在許多基底上的粘接性能優良（聚烯烴除外）。與常見基底，例如PC、abs、PC/ABS混合物、丙烯酸、POM、共聚多酯、PA和許多其它材料的粘接強度高。
特性差異對比
根據初始原材料，TPU之間的特性差異可能很大。根據用于制造尿烷聚合物的許多類型聚合物二醇或多羥基化合物（軟性部分）對大多數TPU進行了對比。這些產品可以基于酯、乙醚和碳酸鹽聯接多羥基化合物，可具有不同分子重量和構造。從這些不同材料中，可以得到各種不同程度的撓性、耐水解性、耐燃油/機油性能以及各種其它特性。
這些不同多羥基化合物也可以對聚合物的結晶和硬化產生巨大影響。一些多羥基化合物可以更有效地分離部分相。新一代TPU使用基于乙醚、可以快速結晶的多羥基化合物，因此，通常循環時間更短。物理特性趨向于比基于酯的傳統TPU低，但是通常比其它軟性彈性體高。
從這3種基本原材料開始，二異氰酸酯可以與聚合物二醇的-OH基團發生反應，也可以與增鏈劑的-OH基團發生反應。這樣可以產生富含聚合物二醇尿烷（軟性部分）的區域，以及相應產生富含增鏈劑尿烷（硬性部分）的區域。軟性部分確定最終的TPU特性，例如彈性、低溫撓性以及某種程度上聚合物的膨脹特性和水解。同時，硬性部分影響硬度、彈性模數、脫模性能以及高溫性能。
多組分模制
一個快速成長的領域是多組分或軟接觸重疊射出加工技術（overmolding）。TPU在突出模制方面具有很大優點，因為TPU可以固有粘接廣泛的熱塑性基底，比許多其它彈性體具有更高特性矩陣。由于新一代TPU的循環時間更短，多組分模制比傳統軟性TPU更有效，比許多其它彈性體整體耐用性更好。
總結：除TPU的典型特性以外，例如耐磨性能優良，在廣泛溫度范圍內撓性好，以及耐候性和耐化學物品性能優良，最新的市場需求是加工商使用極為方便的越來越柔軟的材料。
新一代DP 6xxxx級產品可加工性能優良，具有尿烷的粗糙度和耐用性。除了這些優良特性之外，由于可以自然粘接各種常見剛性基底，這些新TPU成為重疊射出加工和許多其它工業與消費應用考慮的優良材料。（完）
