下面是一种适合做TPU薄膜的原料配方(质量份):
PBA—1030 100份
MDI 48.6份
BDO 8.7份
R0 1.0
硬段浓度 36.4%
(1) 二异氰酸酯生产TOU所采用的二异氰酸酯有两类:脂族的(HMDI、IPDI)和芳族的(MDI、TDI)。脂族异氰酸酯型TPU光稳定性好、能溶于缓和的溶剂中、有良好的耐候性和耐磨性,而芳族异氰酸酯型TPU成本低、更好的耐溶剂性、更好的拉伸强度和回弹性。最终聚合物的水解性主要取决于多元醇的选择。
(2)多元醇与二异氰酸酯反应形成了聚合物的软段主链,使材料具有无定形性。大分子二醇的分子量越高,则聚合物链越长,最后产品越柔软。大分子二醇类型(聚酯、聚醚或聚碳酸酯)的选择影响着最终TPU的耐化学品性和耐水解性。聚酯为TPU提供了更好的耐UV、耐氧化和耐化学品性,而且所得到的物理性能也较好,聚醚提供了较好的水解稳定性和良好的低温性能。聚碳酸酯提供了较好的水解稳定性和良好的低温性能。聚碳酸酯提供了聚醚和聚酯的综合性能,但是,成本高,只能改变链长。
(3)扩链剂与二异氰酸酯反应形成了氨基甲酸酯结构或聚合物的硬段。典型的扩链剂是二醇(与异氰酸酯应成氨基甲酸酯)或二胺(与异氰酸酯反应形成脲)。这些氨基甲酸酯和/或脲,可以进一步与异氰酸酯反应形成二脲和脲基甲酸酯结构,这些反应是不希望发生的副反应。配方中扩链剂含量越高,或短链低分子量扩链剂越多,则所形成的氨基甲酸酯链段越多,结晶聚合物也就越多,因此为最终产品提供了强度和韧性。
(4)影响聚合物渗透性或呼吸能力的因素有多种。聚合物的亲水性、玻璃化温度(Tq)、结晶度和填料含量都能影响材料的透水气能力。为了改进聚氨酯的渗透能力,可以调节它的化学结构。如果将亲水性的主链引入聚氨酯,例如采用醚基、羚基和羚基这样的亲水结构,那么就能提高聚合物对水的亲和性,从而改进了水气的渗透。对水气的透过而言,浓度剃度越大,则水气透过的驱动力越强,因此在材料中形成了一种毛细“芯吸”作用。无定形聚合物,在高于Tg的状态时,比低于Tg的状态下具有更高的渗透性。在既有硬段、又有软缎的聚合物(包括绝大多数TPU)中,透过的进行主要是通过软缎,而不是通过硬段发生的。因此,渗透性与TPU的结晶度成反比。所以,较高结晶性的聚合物是低透过性的,而含有较低氨基甲酸酯或硬段含量的聚合物则具有较高的MVTR。加入无机填料也会对渗透性产生影响。低的渗透性,就是水通过聚氨酯进行扩散的路径更长,所以渗透速率也就降低了。
ESTANE58237是一种聚醚型TPU,而ESTANE58245是一种更软的聚醚型TPU。它们的物理性能和呼吸能力特性如表2和表3所示。 ESTANE58237在价格和MVTR两方面都可以与COPE和PEBA相媲美。ESTANE58245的呼吸能力优于所有这些材料,接近微孔型PTFE。 高的可呼吸性,是人们认可和熟悉TPU的一个主要原因。这种材料用普通的加工方法制造成致密型薄膜。除了很好的阻隔性外,它还为人们提供了高舒适性和漂亮的外观。这些性能的综合使TPU薄膜成为TPU复膜多效床(垫)护罩的理想材料。