一、改性工艺流程
改性材料的主要生产设备是双螺杆挤出机,
常见的生产工艺流程为:配料一混料一挤出一k拉条一冷却一切粒一包装。
改性tpu胶粒材料产品质量问题主要可分为外观缺陷和性能不合格,在这里探讨的是外观缺陷。外观缺陷大多与生产工艺、原材料质嚣、生产设备、生产环境等因素有关。常见的缺陷有长条、连粒、黑点、变色、真空不良、铁屑、塑化不良、碳化等。
二、常见缺陷
1.长条:大于正常粒子2倍的长度均视为长条。
产生原因主要有开机拉条或断条、料条方向不是直线、切粒机刀具出现磨损或有缺口等。
主要解决措施:
1)正常生产时调节料条进入切粒机的方向和调节过水长度;
2)生产时断条严罩需调褴工艺处理;
3)注意切粒机动刀的检杏,及时更换损坏的动刀;
4)对于出现的长条町采用合适的振动筛,过筛处理。
2.连粒:两个或多个粒子并排连在一起称为连粒。
产牛原因主要有拉条时断条、过水长度不够等。
主要解决措施:
1)挤出拉条时选用宽度合适的导条轮,分开连在一起的料条;
2)调整合适的冷却过水长度,即町减少连粒;
3)对于出现的连粒可采用筛孔合适的振动筛过筛。
3.黑点:在粒子表面或里面存在黑点粒子。
引起黑点的主要原因有:清机不干净;原料中有黑点;螺杆碳化:环境污染。
主要解决措施:
1)转产清机过程中,没有清理干净,重新清机即可;
2)加强来料检验,尤其足填充矿粉或阻燃剂中较*出现黑点、杂质现象;
3)注意控制调节螺筒温度及物料在螺筒内停留时间,防止加工温度过高;
4)注意周边的环境卫生,做好生产不同颜色产品机台之间的隔离、防护是必要的。
4.变色:表现为生产过程中产品颜色突然发生变化,出现明显色差。
产生变色主要原因有混料不均;清机不干净;温度太高;剪切太强。
主要解决措施:
1)严格按照混料工艺,确保混料均匀性;
2)清机完成后年人检杳,确保清机f净;
3)控制挤出温度,防止温度过高引起色粉分解;
4)选择合适的螺杆组合,避免太强的剪切。
1. 材料干燥
由于TPU易吸湿及易水解特性,未充分干燥的TPU原料易导致加工困难,制品表面会出现汽泡或银纹,挤出制品表面出现不平滑、无光泽且出现泡沫状和起泡等现象.为确保零缺陷生产和产品质量,建议加工前必須先把TPU原料充分干燥至含水量0.05%以下。
若使用色粉或色母染色,必須与TPU本色粒子充分混合后,一起干燥.通常采用循环空气干燥器或除湿干燥器干燥TPU,根据硬度的不同,建议干燥温度为80-110℃,干燥时间为3小时左右.
2. 材料着色
除某些特殊需要,TPU通常以本色供货.用户可以很方便地对TPU着色,简单可靠的方法是添加色粉或色母粒进行着色.用量建议如下:
色粉: 0.2-0.5% 色母粒: 1-4%
3. 回收料处理
水口料、 洗机料或不良成品可以粉碎后再與新料混合後使用,但必須先再一次干燥后才可使用,且为了某些机械物性的要求,对于成型加工而言,回收料不可**過整體原料30%以上。挤出回收料要单独加工或加入注塑新料内,另外,回收料不要储存太久,馬上干燥使用。不能循环使用的废料可以通过焚烧获取热能.
4. 注塑加工
一般单螺杆三段式的注塑机适合于TPU的注塑加工;與其它塑胶相比,由于TPU在融熔时具有高粘度,在料管里*产生高剪切力而破坏TPU本身的物性,所以一般选择螺杆長径L/D比16-20左右、压缩比为2.0-25的注塑机比较合适.
建议注塑加工温度如下表所示,用户可根据制品大小及肉厚、材料型号不同、注塑机大小等适当调整.
硬度范围 喷嘴温度 计量段温度 压缩段温度 进料段温度 60A-80A 170-190℃ 160-185℃ 155-180℃ 150-175℃ 85A-98A 190-215℃ 185-210℃ 180-205℃ 175-200℃ 60D-75D
215-225℃
205-215℃
195-205℃
190-200℃
压力、保压压力 、速度和背压的调整控制,对制品尺寸稳定和脱膜性能非常重要.太低的保压压力易导致制品凹陷,太高则易导致制品脱模困难;压力和保压压力应能在100-1200bar范围内调节,压力(保压压力)的大小应设定成正好消除制品凹陷,保压压力的大小通常设定为50%压力.为保证均匀塑化,背压应控制在压力的10-25%范围内.速度的大小取决于制品壁厚:厚壁制品采用慢速充模,薄壁制品采用快速充模.
5. 挤出加工
L/D比在20-30之间,压缩比在2-4之间的单螺桿三段式挤出机适合于TPU加工;螺杆及料管的间隙约为0.1-0.2mm,的螺杆设计应避免激烈磨擦过热而使得材料分解裂化从而降品机械物性. 螺杆转速依螺杆直径而定,由于TPU对煎切敏感,太高转速易导致TPU裂解,太低则因停留时间过长也导致裂解,一般螺杆转速设定于25-60rpm范围。
为使材料能順畅的流动,並方便模头的清洗,在模头的设計上应避免死角。管件或異形挤出須使用長形的模头,除了降低剪切应力外,也会有较稳定的押出量,其長度为喷嘴直径的2-4倍。
建议挤出加工温度如下表所示:
硬度范围 模头温度 计量段温度 压缩段温度 进料段温度 60A-80A 175-190℃ 170-185℃ 165-175℃ 150-170℃ 85A-95A 180-200℃ 175-195℃ 170-185℃ 155-175℃ 98A-60D
190-215℃
185-210℃
175-200℃
165-180℃聚酯、聚醚TPU和脂肪族TPU简析和抗黄变的说明
一、简介(TPU)
热塑性聚氨酯弹性体简称 TPU,又称 PU 热塑料,是一种由低聚物多元醇软段与-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。
二、TPU 的分类
TPU(Thermoplastic Polyurethane )按不同的标准进行分类。
A:按软段结构可分为聚酯型、聚醚型和丁二烯型,它们分别含有酯基、醚基和基;
B:按硬段结构分为氨酯型和氨酯脲型,它们分别由二醇扩链或二胺扩链获得。
C:按合成工艺分为本体聚合和溶液聚合 。在本体聚合中,又可按有无预反应分为预聚法和一步法 :
⑴预聚法是将与大分子二醇**反应一定时间 ,再加扩链剂生成 TPU;
⑵一步法与大分子二醇和扩链剂同时混合反应生成TPU。
⑶溶液聚合是将先溶于溶剂中,再加入大分子二醇令其反应一定时间 ,后加入扩链剂生成 TPU。
⑷按制品用途可分为异型件 (各种机械零件 )、管材(护套、棒型材 )和薄膜(薄片、薄板),以及胶粘剂、涂料和纤维等。
市面上大多数人所接触到的基本分类均为聚酯型和聚醚型 。作为tpu 薄膜和TPU 复合布的生产厂家来说日常用到的分类就是聚酯型和聚醚型,以聚酯型为主。
三、聚酯与聚醚在性能上的差异
聚醚型(Ether):高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好。
聚酯型(Ester):较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。
从对比来看:
抗拉强度 聚酯系 > 聚醚系
撕裂强度 聚酯系 > 聚醚系
耐磨耗性 聚酯系 > 聚醚系
耐品性 聚酯系 > 聚醚系
透明性 聚酯系 > 聚醚系
耐菌性 聚酯系 < 聚醚系
湿气蒸发性 聚酯系 < 聚醚系
低温冲击性 聚酯系 < 聚醚系
综上所述,聚醚型TPU具有高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好的优点。通常用于软泡、硬泡,硬质塑料和表面涂料 、高回弹软质泡沫的加工生产 。
而聚酯型 TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能,不易氧化和耐较高温度等优点。主要用于软泡、硬泡、低密度半硬泡、软质涂料、弹性体和胶粘剂、实芯和微孔弹性体的生产。
四、醚类与酯类的鉴别方法分析
1、通过密度测试法进行鉴别
按照实验室密度测试的方法进行
结论如下:
材料 密度
聚醚 1.13-1.18g/cm3
聚酯 1.18-1.22g/cm3
该操作较易进行,且步骤简单,是我们在日常生活中较易实现的鉴别方法。
2、以显色反应鉴定聚氨酯弹性体
方法:(1)将TPU 样品溶于5-10ml 的冰醋酸中,如果是不溶于冰醋酸的TPU,可利用冷或热的适当溶剂进行溶解.间甲、二甲基亚矾或二甲酰胺是配制溶解TPU的有效溶剂,将溶解好的TPU的溶液滴入约0.1g 对甲氨甲基反应试剂,几分钟后就会显。通过水解TPU,以酯基与羟胺反应,形成氧肟酸盐,再与酸式氯化铁反应形成深红色或紫色的络盐来鉴别TPU是聚酯型TPU,醚类化合物不显示特征显色反应。
方法:(2)将约5g左右TPU 在加有的甲醇溶液中与几滴 2mol/L 的氢氧化钾反应,以为指示剂,使混合物保持碱性,加入几滴羟胺的甲醇的饱和溶液.在几秒内将混合液加热(50℃),用1mol/L 的酸化,加入一滴3%的氯化铁水溶液,聚酯型TPU立刻显示特有的紫色,由蓖麻油或二聚脂肪酸制得的聚酯显褐色或紫褐色,聚醚类TPU 不显色.
该鉴定方法属化学鉴定法,而密度鉴定法属于物理鉴定法,与之相比更具有可信度,亦可采用.但因操作涉及到诸多化学试剂,步骤及实验过程均需严格控制,且实验复杂,故需从事该方面的专业性人员进行。对一般的操作人员要求较大。
五、聚酯型TPU能与聚醚型的TPU共混吗?
答:不能
原因:
聚醚类TPU内的醚基与聚酯类TPU内的酯基的极性不同,以及分子结构存在差异,而导致醚基一般在酯基树脂中的兼容性差,所以将两者混合起来就会出现分层现象,另外还与醚键的分子间作用力有较密切的关系,此外,聚酯的结晶性一般比聚醚的结晶性强很多,故其兼容性亦较差.但并不是所有的醚类都这样.因为PTMG(聚四氢呋喃)的结晶性和聚酯的结晶性差不多,因此用PTMG合成的聚醚类TPU与聚酯类TPU的兼容性就稍好一些,在合成过程中是可以进行合成的,只不过其加工后的各项物理性能还是会大大下降,得不偿失,故亦没有必要进行该项共混.由此可见,醚类与酯类是不能混合在一起进行加工的,这是由于二者的分子结构差异,分子内聚能差异,分子间作用力差异,结晶性差异及其二者分子的不兼容性所决定的.当将其二者进行共混加工时在试件表面将会出现明显的纹路,会有混浊现象产生.即便是可以勉强混合在一起进行加工.加工后的成品各种物理性能也还是会大大下降.尤其是不能用于加工特别透明的配件,在大批量的生产中亦会有很大难度,在生产过程中尤其要注意切勿将二者误混.
六、脂肪族TPU
1、根据二异氰酸脂组份的化学性质,TPU可以分为芳香族和脂肪族。芳香族就是我们用的普通的TPU(不耐黄变或者耐黄变效果较差、不是食品级的),脂肪族一般是做比较的产品。例如器械,需要*耐黄变的材料等等。
2、脂肪族也分聚酯/
Hello! 我是张慧敏,我为TPE*!
作为一名专业销售弹性体TPE/TPR/TPU/TPEE橡塑原料的业务员!不了解自己产品的业务员都不是好业务员,为了充分表示我的专业性,那么我将整理更多关于TPE/TPR/TPU/TPEE材料相关资讯分享给大家!2019年1月2号,我张慧敏在此给大家一起分享TPE和TPU材料实质性区别!TPE材料在目前可看成是热塑性弹性体的总称,而TPU则为热塑性聚氨酯弹性体材料,从表面的层义来讲,TPU也是属于热塑性弹性体体TPE材料其中的一种,那么我们下面来看一下这两种材料具体有哪些实质性的区别,跟着我的脚步一起来往下看…
通常讲的TPE,指的是基于SBC(以SEBS,SBS为主)苯乙烯弹性体共混改性的合金弹性体,有些或地区也称TPES.主要讨论基于SBC改性的弹性体TPE(为便于叙述,以下均简称TPE)与TPU的特性及应用的不同。
1:TPE和TPU结构组成上的差异
TPE材料。为共混型合金热塑性弹性体。配混体系除含SBC基础弹性体外,至少包含其他一种或多种配合剂组分,组分的种类多少根据TPE材料的性能要求而定。
TPU为聚合型热塑性弹性体。对于TPU的聚合反应及相关单体,TPU是由二苯甲烷(MDI)或甲苯(TDI)等类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。它的分子结构是由二苯甲烷(MDI)或甲苯(TDI)和扩链剂反应得到的刚性嵌段以及二苯甲烷(MDI)或甲苯(TDI)等分子和大分子多元醇反应得到的柔性链段交替构成的。
2:TPE和TPU基本特性比较
1)回弹性及耐磨性:
TPU的回弹性及耐磨性要优于TPE,这主要源于分子链段结构的不同。另外共混型的TPE与聚合型的TPU相比,材料微观结构和性能的均衡性要逊色。TPE的多组分,对其回弹性能会产生不利的影响。尤其是高硬度的TPE,较大比例的聚丙烯组分使得TPE回弹性大为下降,在外力持续作用下,制品*出现变形。
2)硬度范围:
TPE具有宽广的硬度调整空间:其硬度一般可以在0~100A内调整,甚至可以提供低于0A(以邵氏C或邵氏OO表述)的**软TPE.
TPU的硬度范围35~~90A,50~80D.
其中常见的硬度是80~95A.硬度50~80D的TPU实际应用不多;硬度35~75A的TPU,材料成本较高。
3)材料质感:
TPU具有较高的耐磨性,手感摩擦性强,爽滑性不佳;
TPE由于SEBS分子链结构较为柔顺,使得材料的手感较为柔和舒适爽滑。
综合以上所述,您对TPE和TPU材料的性能对比是不是更加了解了呢,如果后期遇到选择TPE和TPU的问题上是否对您有了很大的帮助呢,如果以上的问题点没有帮助到您,或是你遇到的问题没有做出相应的说明,那么可以致电给我们,我们将对您进行一对一的讲解,方便的时候我们可以安排材料工程师为您现场式样,免费提供技术支持