热塑性聚氨酯微孔弹性体发泡工艺综述

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1、2011年11月洛阳师范学院学报NOV．．2011第30卷第11期JournalofLuoyangNormalUniversityVoI．30No．11热塑性聚氨酯微孑L弹性体发泡工艺综述张振江，石雅琳，苏丽丽，赵岩，韦永继(黎明化工研究院，河南洛阳471000)摘要：：热塑性聚氨酯微孔弹性体兼具有热塑性聚氨酯和微孔材料的优点，是一种具有发展前景的高分子材料．本文详细介绍了热塑性聚氨酯微孔弹性体的制备工艺，简述了其在制鞋、汽车工业上的应用．关键词：热塑性聚氨酯；微孔弹性体；发泡．Y-艺．中图分类号：TQ334．1文献标识码：A文章编号：

2、1009—4970(2011)l1—0042—04热塑性聚氨酯(TPU)不仅具有优良的物理机械较大．气泡成核是指通过快速减压或升温使溶解在性能(高模量、高强度、高伸长、高弹性、韧性好)聚合物内的气体达到过饱和状态，引发气泡成核．和良好的加工性能，还具有低温柔软性、耐磨性、这一阶段决定着泡孔的密度、数量和分布．泡孔生耐油性、透气性、透明性，并且可以回收利用二次长是指随着气核周围的气体分子不断向气核内扩加工成型．因此TPU广泛地应用于汽车、电线电散，泡孔不断长大，直至引起质量传递的所有动力缆、胶粘剂、医疗、鞋材、玩具、服饰、管材、滚轮、学因

3、素消失．这一阶段直接影响泡孔的形状和结航空等行业．由于价格等方面的原因，热塑性聚氨构．泡孔定型是指随着泡孔外气体浓度和聚合物材酯弹性体只占热塑性弹性体(TPE)消费总量的料温度的降低，泡孔停止生长，形成微孔聚合物．10％左右．微孑L泡沫材料是指泡孔直径在0．1～10这一阶段则决定着气泡长大的结果能否得到保持．m，密度在l0～10”个／cm。之间的新型泡沫材微孔泡沫成型过程既要瞬时生成大量分布均匀的气料，具有质轻、省料、隔热隔音效果好、比强度高、泡核，又要控制气泡的生长，快速定型，不能使气冲击强度高、疲劳寿命长等优点⋯．在满足使用要泡直径

4、超过临界尺寸，因此微孔泡沫成型的技术难求的前提下通过制备微孔泡沫材料来降低材料密度很大．度，节约成本是增强热塑性聚氨酯产品市场竞争力目前，微孔聚合物材料的成型技术主要采用间的一种主要途径．据文献报道聚氨酯微孔弹性体在歇成型、连续挤出成型或注塑成型等方式．间歇成主要的物理性能方面超过了所有其它相同密度的微型技术是将预先成型的半成品放入高压釜内，在一孑L弹性体J，因此开发新的成型技术和工艺来制备定压力和温度下通入惰性气体或超临界流体(通常低密度的热塑性聚氨酯微孔弹性体具有非常重要的是超临界二氧化碳和氮气)，达到扩散溶解平衡后，经济和社会效益

5、．快速升温或降压使过饱和气体成核膨胀、定型而得到微孔泡沫材料．连续挤出成型通常是在熔融段将1微孔聚合物材料成型技术物理发泡剂注入聚合物熔体中，经过混合扩散使其聚合物微孔发泡一般要经历聚合物／气体均相溶解得到均相体系，当熔体挤出口模后由于压力突体系的形成、泡孔成核、泡孔生长及泡孔定型4个然降低而进行发泡，而温度的降低则使泡沫冷却固阶段l3J．聚合物／气体均相体系的形成是指高压下化定型．注塑成型的工艺过程为：将N或CO：等惰性气体或者超临界流体在聚合物基体内溶解、扩低分子气体通过计量阀控制一定的流速注入机筒内散形成聚合物／气体均相体系，它是

6、制备微孑L泡沫的聚合物熔体中，然后通过螺杆头部装置的混合原的必要条件，否则制备的泡孔大小不一，泡孑L直径件将注入的发泡剂与聚合物熔体混合均匀，之后经收稿日期：2011—06—15基金项目：国家科技支撑计划课题(2009BAE77B02)作者简介：张振江(1980一)，男，河南洛阳人，博士，工程师，主要从事热塑性聚氨酯微孔弹性体的开发．洛阳师范学院学报2011年第11期·43·由静态混合器进一步混合，气体通过扩散溶解人熔水、2O份丁烷放入高压釜中，加热到110～130℃，体中形成聚合物／气体均相体系，之后进入扩散室，搅拌一定时间，快速泄压

7、即得到发泡粒子．为了维通过分子扩散使体系进一步均化．在扩散室通过加持恒定的压力，可以通人氮气、空气、二氧化碳等热器快速加热聚合物／气体均相体系，由于温度升其他发泡剂，泡沫密度最低可到120g／L．在高压高使气体在聚合物熔体中的溶解度急剧下降，过饱釜中溶解平衡后，迅速降低温度获得可发性TPU粒和气体在熔体中析出，形成大量的微细气泡核(扩子，这些粒子可以在100—130℃下模塑成型，用1散室必须保持高压，防止已形成的气泡核膨胀长～4bar的水蒸气加热模具即可．专利WO大)．注塑操作之前，需要向模具型腔中注入高压9420568E83也公开了类

8、似的发泡方法，只是在生产惰性气体，当螺杆前移使含有大量微细气泡核的聚过程中需要的温度为145～165oC，水蒸气压力为合物熔体注入型腔时，由高压惰性气体提供的压力4．5～7bar，需要消耗更多的能量．防止气