通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能方法技术

本发明专利技术通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能的方法，涉及一种提高高分子材料力学性能的方法，该方法包括以下步骤：将干燥后的TPU基材与聚酯型TPU加入混料机低速共混后，再加入双螺杆挤出机中共混挤出，得到高硬度、高拉伸强度和高屈服强度的TPU共混物。该方法制备的TPU共混物与原TPU基材相比，经过小角X射线衍射测试证明，共混物中没有出现宏观相分离，且显著改变了基材的微相分离结构该方法在不改变原TPU纯料热性能和加工温度的情况下，显著提升了TPU的硬度、拉伸强度和屈服强度，同时简化了操作流程，降低了成本，为现有的热塑性弹性体提供了改性思路，具有广泛的应用前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能方法


[0001]本专利技术涉及一种提高高分子材料力学性能方法，特别是涉及一种通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能的方法。

技术介绍

[0002]TPU作为一种热塑性弹性体，其独特的微相结构和多种优异的性能使得其在机电、车辆、土木、航空、纺织、轻工、建筑等部门都有相当广泛的应用。但是，由于TPU种类繁多，性能范围变化大，在实际生活中，一般采用共混改性的方法来改善TPU材料的应用和加工性能。现阶段对于TPU共混改性的研究大多集中在TPU与聚烯烃、工程塑料、热塑性弹性体、橡胶等共混改性方面。相比于TPU与其他材料进行共混改性，TPU与TPU之间的共混改性却很少，主要是由于TPU所拥有的独特的微相分离结构，而这种微相分离结构对TPU的热性能和力学性能具有决定性的影响。因此通过调整TPU的微相分离结构，从而达到改善TPU的热性能和力学性能的目的具有重要的实际应用价值。
[0003]公开专利号CN 1709959 A公开了一种相容性共混物及其制备方法与应用，其创造性地将这两种弹性体材料TPU与POE共混制成新型热塑性弹性体，获得兼备两种材料优点的新型材料。
[0004]公开专利号CN 105860007 A一种改性TPU材料及其制作方法，其将磁粉加入TPU中，制得既具有传统TPU优异性能，还兼具磁疗作用的TPU共混物。尽管这两个专利技术都对TPU进行了共混改性，使TPU得性能得到优化，但是考虑到TPU独特的微相分离结构，对共混物的相容性有很大的影响，因此在实验操作中均需要加入一定的增容剂来改善材料的相容性，配方比不容易控制，操作复杂，成本增加。
[0005]相比之下，本专利技术通过物理共混来调整TPU的微相分离结构，增加其共混相容性，来达到提高TPU力学性能的目的，效果明显，操作步骤简单，成本低。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能的方法，本专利技术在于提供一种通过物理共混调整TPU微相分离结构及力学性能的方法，本专利技术使用TPU基材与一种聚酯型TPU进行物理共混，以达到调整TPU微相分离结构的目的，进而在不改变材料热性能和加工温度的前提下，显著改善TPU的力学性能。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能的方法，所述方法包括以下制备过程：将干燥后的TPU基材50
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90重量份；与聚酯型TPU 10
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50重量份加入混料机低速共混10分钟后，加入双螺杆挤出机中共混挤出，双螺杆挤出机设置加热温度为180
‑
200℃，转速为60
‑
90转/分钟；其TPU基材硬段组成为TDI或MDI中的一种，硬段含量在20%
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35%，熔点范围在160
℃
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180℃，硬度在25D
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30D；其聚酯型TPU硬段组成为TDI或MDI中的一种，硬段含量在25%
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35%，分子量为1.5*105g/mol
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2.5*105g/mol；熔点范围为180℃
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210℃，硬度为50D
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70D。
[0008]本专利技术的优点与效果是：本专利技术采用的增韧材料是以TDI为硬段的一种聚酯型TPU,其本身具有良好的加工性能和物理性能，并且作为TPU的一种，本身就具有独特的微相分离结构。将这种聚酯型TPU与TPU基材进行物理共混后，经过小角X射线衍射测试证明，共混物中没有出现宏观相分离，且显著改变了基材的微相分离结构（如图1所示），由于微相分离结构的改变，与TPU基材相比，共混物的熔点变化不大，加工性能未有明显改变，但材料硬度、拉伸强度和屈服强度明显增大。这种通过物理共混调整TPU微相分离结构及力学性能的方法，效果明显，操作简单，对于国内TPU的共混改性及其加工应用具有实际意义。
附图说明
[0009]图1为本专利技术 聚酯型TPU/TPU基材共混后的小角散射曲线图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。但本专利技术不受这些实施例的限制。
[0011]通过力学拉伸测试，硬度测试和DSC来反映共混物的性能。
[0012]原料来源聚酯型TPU, Covestro生产。TPU基材1和2，BASF生产。
[0013]性能测试DSC测试，使用的5
‑
8 mg的样品，保存在密封的铝盘中，在氮气气氛中进行测试，流速为 50 mL/min，温度范围为
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50 至 270 ℃。
[0014]硬度测试，使用肖氏 D 标度测量样品的硬度。硬度值通过硬度计压头压脚插入样品来确定。
[0015]拉伸性能测试，测试时拉伸速度为100毫米/分钟，标距20毫米。
[0016]比较例1TPU基材 1 (BASF)
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100份聚酯型TPU (Covestro)
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0份比较例2TPU基材 2 (BASF)
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100份聚酯型TPU (Covestro)
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0份比较例3TPU基材 (BASF)
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0份聚酯型TPU (Covestro)
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100份实施例1TPU基材 1 (BASF)
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90份聚酯型TPU (Covestro)
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10份
具体实施步骤如下：（1）将干燥后的TPU基材 1 (BASF)、聚酯型TPU (Covestro)按90:10的比例加入混料机低速共混10分钟后，加入双螺杆挤出机中共混挤出，双螺杆挤出机设置加热温度为180
‑
200℃，转速为60
‑
90转/分钟。
[0017]（2）将制得的料粒通过平板硫化仪压制成1毫米厚的片材，再通过裁刀裁剪为4
×
20的哑铃型样条。
[0018]实施例2TPU基材 2 (BASF)
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90份聚酯型TPU (Covestro)
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10份具体实施步骤如下：（1）将干燥后的TPU基材 2 (BASF)、聚酯型TPU (Covestro)按90:10的比例加入混料机低速共混10分钟后，加入双螺杆挤出机中共混挤出，双螺杆挤出机设置加热温度为180
‑
200℃，转速为60
‑
90转/分钟。
[0019]（2）将制得的料粒通过平板硫化仪压制成1毫米厚的片材，再通过裁刀裁剪为4
×
20的哑铃型样条。
[0020]实施例3TPU基材 1 (BASF)
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80份聚酯型TPU (Covestro)
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20份具体实施步骤如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通过物理共混调整TPU微相分离结构提高其力学性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：将干燥后的TPU基材50
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90重量份；与聚酯型TPU 10
‑
50重量份加入混料机低速共混10分钟后，加入双螺杆挤出机中共混挤出，双螺杆挤出机设置加热温度为180
‑
200℃，转速为60
‑
90转/分钟；其TPU基材硬段组成为TDI或MDI中的一种，硬段含量在...

【专利技术属性】
技术研发人员：史颖，却毓晖，王元霞，刘立志，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：