TPU的热稳定与黄变

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1、Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9新型光稳定剂在TPU运动休闲领域的应用

2、作者：CinziaTartarini*,KerstinSchrinner**,Karl-HeinzHornbach*汽巴有限公司,塑料添加剂部*瑞士，巴塞尔**中国，上海文章摘要由于热氧化作用和紫外光照射，热塑性聚氨酯（TPU）产品在加工和使用过程中很容易变色。在生产过程中添加抗氧化剂可以有效地消除自由基侵袭而引起的氧化反应，使浅色产品不易变色。用芳香族异氰酸酯作原料生产的聚氨酯产品光稳定性通常很差，因此运动休闲领域的透明和浅色的热塑性聚氨酯产品需要加强其光稳定性能，使其不易变色。在运动鞋和休闲鞋生产领域，热塑性聚氨酯性能卓越，可以满足各种特别的需求，用于生产轻型鞋类。原材料的选择决定了反应

3、性、功能性和分子量——这些都与成品的性能有直接的联系。因此，成品（如鞋底）的性能可以是硬质，或软质，或高弹性，或具有很好的缓冲减震性能，或具有不同程度的耐热性和抗磨损性。不仅如此，其他各种因素如抗老化性、光稳定性、在不同介质中的各种表现形式，甚至更复杂一些的如抗滑阻力和抗裂性对不同的应用领域也非常重要。一般来说，热塑性聚氨酯产品的稳定体系包括紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂和抗氧化剂。本论文侧重论述芳香族热塑性聚氨酯产品优良的初始颜色和光稳定性的改善，同时还会介绍一种新型的固体光稳定复配体系。Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzer

4、landwww.ciba.com#9Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9热塑性聚氨酯(TPU)绪论热塑性聚氨酯（TPU）具有高耐磨性、低密度、高弹性等特征，是生产轻薄鞋底的理想材料，在运动休闲鞋领域发挥着越来越重要的作用。此外，与其它流行的鞋材相比，热塑性聚氨酯具有卓越的胶粘性能。这些行业主要要求其具有耐光性即防止发黄[1]，可以生产颜色鲜艳的时尚的产品如：表带或标语牌等。再者，TPU还因其具有良好的机械性能而经常被使用如用于制造饰件或鞋后跟部分。由芳香族二异氰酸酯制成的聚氨酯产品在温度变

5、化或受紫外线照射时会发生降解，削弱其物理性能和机械性能，而且使其更易变色[2]。添加合适的稳定剂可以延长聚氨酯产品的使用寿命。使用芳香族二异氰酸酯特别是使用二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）生产的聚氨酯产品受到紫外线照射会变色、降解。芳香族聚氨酯及其初级光降解产物对波长大概在300-400纳米范围内的光线很敏感[3]。部分芳香族聚氨酯颜色泛黄归结于两个原因：一是在波长约340纳米的范围内，刺激芳香发色团生成Photo-Fries反应产物如初级芳族胺。另一种是在波长为330-400纳米的范围内，进一步将初始的Photo-Fries反应产物进行感光氧化作用生成含有过氧化氢的苯醌二酰亚胺新型物质[4]

6、。热塑性聚氨酯弹性体（TPU）生产的基础原料是MDI、线性聚酯或聚醚多元醇和乙二醇扩链剂如1,4-丁二醇。TPU加工成传统的热塑性塑料时具有弹性。添加适量光稳定剂可以减缓TPU暴露于大气中变色的进程。试验方法试验原料：性状不稳定的热塑性聚氨酯（聚酯类、芳香族）。反应过程：180°C温度条件下在双螺杆挤出机(ZSK25,L/D=42)上碾磨原料并进行干燥、混合，190°C温度条件下注射成型(2mm)。将试验对象置于135 °C烘箱（进行老化）和150°C空气流通炉中，测量其热稳定性。根据DIN5033(ASTM1925)色度测量标准测试其原始颜色并时刻观察颜色变化过程。将试验对象置于人工老化机

7、WOM(ASTMG 155,黑盘温度计65 °C,0.35W/m2)中，或接受Vitalux300,50°C紫外线固化灯泡照射，根据ASTMD1148标准测量其光稳定性。根据AATCC-scale标准进行灰卡测试。Polyurethanes2007–TechnicalConferenceCibaInc.Switzerlandwww.ciba.com#9根据ISO527,DIN53504标准进行拉伸试验。试验结