TPU原料的学习课件.ppt

1、 TPU原料的简单学习2009年9月01日德尔信塑料销售培训系列教程德尔信塑料销售培训系列教程 目的： 现在我们做的华峰、邦泰TPU已经开始销售了，在以后的一段时间里，我们将集中力量对TPU进行推广，TPU也是我们的主要经营产品之一。所以，我们要对TPU有深入的了解，以便于销售。 【什么是高分子 】 高分子是由大量一种或几种较简单结构单元组成高分子是由大量一种或几种较简单结构单元组成的大型分子的大型分子,其中每一结构单元都包含几个连结在一其中每一结构单元都包含几个连结在一起的原子，整个高分子所含原子数目一般在几万以起的原子，整个高分子所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来

2、的。上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。 高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万，所含原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共原子数目一般在几万以上，而且这些原子是通过共价键连接起来的。价键连接起来的。 高分子化合物由于分子量很大，分子间作用力的情高分子化合物由于分子量很大，分子间作用力的情况与小分子大不相同，从而具有特有的高强度、高况与小分子大不相同，从而具有特有的高强度、高韧性、高弹性等。韧性、高弹性等。 化学式中各个原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（Relative molecular mass），用符号Mr表示。 【塑料的分

3、类】 塑料可区分为塑料可区分为热固性热固性与与热塑性热塑性二类，前者无法重新塑造使用，后二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构结构 ，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交带有支链，称为支链高分子，属于线型结

4、构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 高分子的分子结构分类：高分子的分子结构分类： （a）线型结构）线型结构 （b）线型结构（带有支链）线型结构（带有支链） （c）网状结构（分子链间少量交联）网状结构（分子链间少量交联） （d）体型结构（分子链间大量交联）体型结构（分子链间大量交联） 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂溶剂中能溶

5、解，加中能溶解，加热能熔融，热能熔融，硬度硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子线型高分子制成的是制成的是热塑性热塑性塑料，塑料，由由体型高分子体型高分子制成的是热固性塑料。制成的是热固性塑料。 【塑料的分类】 塑料可区分为塑料可区分为热固性热固性与与热塑性热塑性二类，前者无法重新塑造使用，后二类，前者无法重新塑造使用，后

6、者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构结构 ，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。

7、高分子的分子结构分类：高分子的分子结构分类： （a）线型结构）线型结构 （b）线型结构（带有支链）线型结构（带有支链） （c）网状结构（分子链间少量交联）网状结构（分子链间少量交联） （d）体型结构（分子链间大量交联）体型结构（分子链间大量交联） 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂溶剂中能溶解，加中能溶解，加热能熔融，热能熔融，硬度硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分和脆性较小的特点。体型

8、结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子线型高分子制成的是制成的是热塑性热塑性塑料，塑料，由由体型高分子体型高分子制成的是热固性塑料。制成的是热固性塑料。 【塑料高分子的结构】 基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型是体

9、型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。 两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构

10、高聚物能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是的是热塑性塑料热塑性塑料，由体型高分子制成的是，由体型高分子制成的是热固性塑热固性塑料料。 【什么是热塑性塑料 】 热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们日常生活中使用的大部分塑料属于这个范料。我们日常生活中使用的大部分塑料

11、属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。可逆的，可以反复进行。 热塑性塑料有热塑性塑料有一再重复生产一再重复生产的性能，它在加工完的性能，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动性来造型。热可塑性塑料的结构是线性结构。借流动性来造型。热可塑性塑料的结构是线性结构。 热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。在树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下，塑料

12、能软化或熔融成任意形状，一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有冷却后形状不变；这种状态可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化，称这种塑可塑性，且这种反复只是一种物理变化，称这种塑料为热塑性塑料。料为热塑性塑料。 （可以二次利用） 【什么是热固性塑料 】热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动冷却变硬的过程是物理变化。 热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工

13、，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。 热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯以及有 机硅等塑料，都是热固性塑料。 主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的应该是炒锅锅把手和高低压电器。 常用的热固性塑料品种有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等 （不能二次利用） 【热塑性塑料的分类】 热塑性塑料随其分子链排列情形叉可以分做结晶性及不

14、定形热塑性塑料随其分子链排列情形叉可以分做结晶性及不定形两大类两大类: （l）结晶性）结晶性(Crystalline)塑料塑料 塑料高分子链排列整齐，在凝固过程塑料高分子链排列整齐，在凝固过程中有晶核中有晶核(nuclei)到晶球到晶球(spherulites)的生成过程，并依照固定样的生成过程，并依照固定样式排列高分子链。一般而言，由于具备晶格结构式排列高分子链。一般而言，由于具备晶格结构(lattice structure)，因此在发生相变化如熔解时，须突破结构的能量障，因此在发生相变化如熔解时，须突破结构的能量障壁壁(energy barrier)，使晶格结构崩溃。因此结晶性塑料具备明显

15、，使晶格结构崩溃。因此结晶性塑料具备明显的相转移温度及潜热的相转移温度及潜热(latent heat)值。值。结晶性塑料的特性为不透结晶性塑料的特性为不透明明(opacity)、在链排列方向及垂直排列方向不均匀的物理性质、在链排列方向及垂直排列方向不均匀的物理性质(各各向异性，向异性，anisotropic)，以及明显而狭窄的相变化区域。，以及明显而狭窄的相变化区域。 常见的常见的结晶性塑料包括结晶性塑料包括:PE(Xc=80%)、PP(Xc=5O%)、POM(Xc=99%)、PEO、PPO、Nylon(Xc=35%)等等。等等。 （2）不定形或非晶性）不定形或非晶性(Amorphous)塑料

16、塑料 塑料高分子链凌乱排列纠塑料高分子链凌乱排列纠缠，未形成井然有序的排列结构，在凝固过程中没有晶核及晶粒缠，未形成井然有序的排列结构，在凝固过程中没有晶核及晶粒生长过程，仅是自由的高分子链被生长过程，仅是自由的高分子链被冻结冻结(frozen)的现象。就巨的现象。就巨观而言，非结晶性塑料没有明显的相持移温度，熔化过程为一区观而言，非结晶性塑料没有明显的相持移温度，熔化过程为一区域而非固定熔点。域而非固定熔点。多具透明外观多具透明外观，各方向性质差异不大、物理性，各方向性质差异不大、物理性质较为均匀。常见的非结晶性塑料包括质较为均匀。常见的非结晶性塑料包括PS、AccyIics、PC、以及、以

17、及PVC等等。等等。 结晶性塑料结晶性塑料 非结晶性或无定形塑料非结晶性或无定形塑料 泛泛 用用 塑塑 料料聚乙烯聚乙烯 （PEPE） 聚丙烯聚丙烯 （PPPP） 聚氯乙烯聚氯乙烯 （PVCPVC） 丙烯腈丙烯腈丁二烯丁二烯苯乙烯共聚合物苯乙烯共聚合物 （GPPS) GPPS) 亚克力（亚加力）亚克力（亚加力） (PMMA)(PMMA)泛泛 用用 工工 程程 塑塑 料料尼龙尼龙 (Polyamide,PA-6,PA-66,PA-46, (Polyamide,PA-6,PA-66,PA-46, PA-12) PA-12) 聚对苯二甲酸乙酯聚对苯二甲酸乙酯 （PET) PET) 聚对苯二甲酸丁酯聚

18、对苯二甲酸丁酯 （PBT) PBT) 聚缩醛聚缩醛 (POM) (POM) 变性变性 （PPOPPO） 聚碳酸酯聚碳酸酯 ( (Polycarbonate,PCPolycarbonate,PC) ) 变性氧化二甲苯变性氧化二甲苯 （PolyphenylenePolyphenylene Oxide PPO) Oxide PPO)特特 殊殊 工工 程程 塑塑 料料聚苯硫醚聚苯硫醚 （PPS) PPS) 液晶液晶 （) ) 聚二醚酮聚二醚酮 （PEEK) PEEK) 氟碳树脂氟碳树脂 (PTFE) (PTFE) 聚氧苯甲酯聚氧苯甲酯 （POB)POB) 聚醚聚醚 （PES) PES) 聚讽聚讽 （P

19、SF) PSF) 聚芳香酯聚芳香酯 (PAR) (PAR) 聚醚酰亚胺聚醚酰亚胺 （PEI) PEI) 聚酰胺酰亚胺聚酰胺酰亚胺 （PAI)PAI) 【什么是弹性体 】 弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体，具有非常广泛的用途。良好的外观质弹性体，具有非常广泛的用途。良好的外观质感，触感温和，易着色，色调均一，稳定；耐感，触感温和，易着色，色调均一，稳定；耐一般化学品（水、酸、碱、醇类溶剂）；无需一般化学品（水、酸、碱、醇类溶剂）；无需硫化即具有传统硫化橡胶之特性，节省硫化剂硫化即具有传统硫化橡胶之特性，节省硫化剂及促进剂等辅助原料。弱点：不耐高温，高温及

20、促进剂等辅助原料。弱点：不耐高温，高温下绝缘性能变差、外形改变。下绝缘性能变差、外形改变。 在外力的作用下，内部各点的应变和应力在外力的作用下，内部各点的应变和应力一一对应，当外力除去后能恢复到原来状态的一一对应，当外力除去后能恢复到原来状态的物体。物体。 【什么是热塑性弹性体 】 热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer-TPE)是以热塑性丁苯橡胶和热塑性三元乙丙橡胶为基材的新一代健康环保材料，可替代PVC，适于注塑、挤出等多种加工工艺，易成型，可配色；具有独特的物理及化学性能，如防滑、抗震、耐冲击、弹性优良；触感柔软、质感温和，表面光泽度可调整；耐候性和一般化学品性良好

21、；低温状态工作性能好，脆点低。它为企业新产品开发提供广阔空间，是产品设计师手中的法宝。顶塑弹性体它应用领域极其广泛，如一般消费品、家电产品、通讯电子产品、玩具、文具、手柄握把、健身器材、体育用品、汽车内饰、医疗器械、电线电缆、建筑工程等。 【什么是聚氨酯 】 聚氨酯为大分子链中含有聚氨酯型重复结构单聚氨酯为大分子链中含有聚氨酯型重复结构单元的一类聚合物，全称为聚氨基甲酸酯，英文元的一类聚合物，全称为聚氨基甲酸酯，英文简称简称PU或或PUR。PU是由是由 聚氨酯是由一个多羟基化合物和一个二异氰酸聚氨酯是由一个多羟基化合物和一个二异氰酸酯，或者一个多异氰酸酯在合适的催化剂和添酯，或者一个多异氰酸酯

22、在合适的催化剂和添加剂的情况下反应而成。加剂的情况下反应而成。 聚氨酯这种新兴的有机高分子材料，被称为“第五大塑料” TPU全称热塑性聚氨酯弹性体（Thermoplastic Polyurethane），它是由二异氰酸酯和大分子多元醇、扩链剂共同反应生成的线性高分子材料。它在分子组成上以重复氨基甲酸酯基团为特征，同时含有脲基甲酸酯、缩二脲、及酯键、醚键等其它基团；从分子结构上看，它由刚性链段与柔性链段交替构成，其中刚性链段是由二异氰酸酯和扩链剂反应得到的，柔性链段则是由二异氰酸酯和大分子多元醇反应得到的。这种特殊的分子结构使TPU具有其它各类热塑性弹性不可比拟的优良性能。聚氨酯弹性体 弹性体是

23、一种PU的密实制品，其性能介于橡胶与塑料之间，具有高回弹性、吸震性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀及耐辐射等性能。由于其加工方法越来越简单，应用越来越广泛，已发展成为PU的主导制品。 PU弹性体可分为混炼型、浇铸型和热塑型三种，目前应用比例为：混炼型10%，浇铸型65%，热塑型25%。1、PU弹性体的性能 PU弹性体的性酯型PU的力学性能高、耐油性好，但耐水性较差；聚醚型PU的耐水性低温性及耐水解性优于聚酯型，但耐油性、力学性能稍微差一些。TPU的特性 1）PU的力学性能的力学性能 PU弹性体的硬度变化范围比较宽，可从邵氏A10D80，断裂伸长率高达600%800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度

24、仅为A70，断裂伸长率为550%。 PU弹性体得得撕裂强度较高，比天然橡胶大210倍；回弹性高，减震效果好；耐磨性好，一般为天然橡胶的310倍，其摩擦系数在0.23范围内变化，适于鞋底材料。PU弹性体的应变滞后于应力，从而使损失的能量变成热量，属于蓄热性产品。大量的内热使PU弹性体在高速运动场合使用受到限制。 2）PU的热学性能的热学性能 PU弹性体的耐热性较差，一般只能在80以下使用，温度超过80会导致性能下降。但PU弹性体的耐低温性比较好，并以聚醚型为佳，可在-62-70低温下使用。TPU的特性 3）PU的环境性能的环境性能 PU弹性体的耐水性一般，在水中浸泡或暴露于湿气中，会引起力学性能

25、下降。聚醚型PU的耐水解性要比聚酯型好510倍。耐油性、耐非极性和弱极性溶剂性能好，其中以聚醚型好于聚酯型。但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。耐臭氧和耐氧化性都好，耐紫外光和辐射性都好，可长期用于户外使用。PU弹性体的相容性好，具有良好的抗血栓性，和亲肤性，可用于医学领域。 4）PU的电学性能的电学性能 PU弹性体的电性能较好。其硬度越大，电性能越好。但PU吸水后电性能下降，限制了在高绝缘场合的使用。PU弹性体的加工 （1）浇铸型）浇铸型PU弹性体（弹性体（CPUR） CPUR成型极为方便，将液状反应物注入模具中，经加热即可固化形成形状复杂的制品，特别适合大型制品的制造。 CPUR的应用很广

26、，可用于合成革、铺装材料、体育跑道、建筑防水材料等。（2）热塑性）热塑性PU弹性体（弹性体（TPUR） TPUR与CPUR大不相同，它是先合成为线性聚合物或部分交联聚合物，呈颗粒状。此聚合物具有热塑性，可用热塑性方法加工，如注塑、挤出、吹塑、和压延等，也可将其用溶剂融化后涂覆加工成革制品。 TPUR可挤出生产导型材、管材、电缆护套、吹塑薄膜及片材等。（3）混炼型）混炼型PU弹性体弹性体(MPUR) MPUR以一步法为主，所以反应组分先制成粘流状胶料，送入烘箱固化制得生胶，再加入混炼机中混炼，混炼好的胶料注入模具中交联成型即可。PU弹性体的应用弹性体的应用 PU弹性体可代替天然橡胶、丁晴胶及氯丁

27、胶，还可代替通用塑料和金属用于许多方面。（1）汽车工业）汽车工业 汽车用热塑型弹性体以聚脂型为主，一般常用RIMPUR，并在其中加入6%8%玻璃纤维或玻璃微珠增强。具体产品有：保险杠、当泥板、方向盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪表盘及防滑链等。 PU弹性体具有弹性大、承载力大、耐磨好、耐切割等优点，制成的轮胎可用于低速行驶的车辆，具体有实芯轮胎、马车胎、叉车胎、平车胎及自行车胎等。（2）建筑材料）建筑材料 主要用于运动场人造跑道、地下管密封件、防水材料、混凝土墙壁和天花板浮雕的模板等。（3）制鞋工业）制鞋工业 利用PU弹性体的耐磨性、高弹性、弯曲强度高、耐低温性好等优点，广泛用于高档鞋底

28、材料如运动鞋、冰鞋及爬山鞋等。PU弹性体的应用弹性体的应用（4）合成革）合成革 用PU制成的合成革材料具有最接近天然革的性能，手感好、透气性高、柔软适度，广泛用于服装、皮鞋、家具、箱包及车辆座椅等。(5)医疗器材医疗器材 利用PU弹性体的生理相容性和抗血栓的优点，可用于制作绷带、心脏助动器、雪泵、人造血管、人工肾及人造心室等。（6）其他方面）其他方面 用浇铸PU弹性体制造轧滚，可用于高承重和高磨耗的钢铁及造纸工业中；PU弹性体还可用于油田旋转除砂器、选媒筛网、浮选机、螺旋选砂机、矿砂输送管、传送带等。聚氨酯热可塑性弹性体颗粒聚氨酯热可塑性弹性体颗粒TPU颗粒颗粒 的卖点的卖点TPU材料的典型特

29、征及卖点材料的典型特征及卖点 耐磨耗非常优异。抗张撕裂强度大。耐油气性能良好。低温特性优异，耐寒性能良好。耐屈曲性良好。可再生使用，可生物分解（环保材料）。符合食品卫生法规，可当医疗器材级材料。TPU 颗粒的生产颗粒的生产 （1）批次式制程（batch Process） 利用灌注机将聚酯多元醇、链延长剂、异氰酸盐三种原料，利用高速混合直接灌注在模版上，形成cake后，在粉碎由单轴滚轮混炼机加热押出并经过水中造粒之。（2）连续式制程（Continue Process） 利用灌注机将聚酯多元醇、链延长剂、异氰酸盐三种原料，利用高速混合直接灌注在双轴滚轮混练机上以便加热合成造粒成形之。TPU的相关检

30、测内容及其含义的相关检测内容及其含义基本物性测试基本物性测试邵氏硬度：拉伸强度：断裂延伸率：100%拉伸强度：300%拉伸强度：压缩变形率：耐磨性：冲击回弹：抗撕裂蔓延性：弯曲模量：软化点：熔点：TG温度：玻璃化温度TPU的相关检测内容及其含义的相关检测内容及其含义基本物性测试基本物性测试邵氏硬度：邵氏硬度： 邵氏硬度是指用邵氏硬度计测出的值的读数，它的单位是“度”，其描述方法分A、D两种，分别代表不同的硬度范围，95度以下的用邵氏A硬度计测试，并得出数据，95度及以上的用邵氏D硬度计测试并得出数据，所以，一般来讲对于一个橡胶或塑料制品，在测试的时候，测试人员能根据经验进行测试前的预判，从而决

31、定用邵氏A硬度计还是用邵氏D硬度计来进行测试。硬度硬度 硬度是物质受压变形程度或抗刺穿能力硬度是物质受压变形程度或抗刺穿能力的一种物理度量方式。的一种物理度量方式。 硬度可分相对硬度和绝对硬度。绝对硬度一般在科学界使用，生产实践中很少用到。我们通常使用硬度体系为相对的硬度，常用有以下几种标示方法：肖氏（也叫邵氏，邵尔，英文SHORE)、洛氏、布氏三种。邵氏一般用于橡胶类材料上。 硬度的三种测试方法 邵氏硬度的测试方法：用邵氏硬度计插入被测材料，表盘上的指针通过弹簧与一个刺针相连，用针刺入被测物表面，表盘上所显示的数值即为硬度值。 洛氏硬度的测试方法：用试验钢球能在被测物上砸上痕迹时硬度计表盘上

32、所显示的数值即为硬度值。洛氏硬度约是布氏硬度的十倍，两者一般用于金属材料上。 因测试方法不同邵氏硬度与洛氏硬度、布氏硬度没有换算方式，但用洛氏硬度计测过硬橡胶，当时数据是：邵氏硬度90 洛氏硬度27 。 拉伸强度拉伸强度（1）在拉伸试验中，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度，在学术界称之为抗拉强度，在工程应用中常有人称之为拉伸强度，其结果以MPa表示。 （2）用仪器测试样拉伸强度时，可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。 （3）拉伸强度的计算： t = p /( bd) 式中，t为拉伸强度（MPa），p为最大负荷（N），b为试样宽度（mm），d为试样厚度（mm）

33、。 注意：计算时采用的面积( bd)是断裂处试样的原始截面积，而不是断裂后端口截面积。 （4）在应力应变曲线中，即使负荷不增加，伸长率也会上升的那一点通常称为屈服点，此时的应力称为屈服强度，此时的变形率就叫屈服伸长率；同理，在断裂点的应力和变形率就分别称为断裂拉伸强度和断裂伸长率。 断裂伸长率断裂伸长率 elongation at break 断裂伸长率 是试样在拉断时的位移值与原长的比值。以百分比表示（%） 断裂伸长率 的计算方法 原长L。,横截面积A,在轴向拉力N作用下,变形后的断裂长度为L，于是断裂伸长L=L-L。 应变为=L/L 横截面上的正应力=P/A 将（1）、（2）带入虎克定律得

34、：P/A=E*L/L 得: L=PL/EA 式中:E是材料的弹性模量 断裂伸长率=L/L。*100% 断裂伸长率与拉伸率的区别断裂伸长率与拉伸率的区别 材料的拉伸过程一般是想经过弹性变形阶段，达到屈服点之后发生塑性变形，达到断裂点后发生断裂。 所以，一般所说的断裂伸长率是指整个过程的伸长率，而拉伸率一般说的是发生塑性变形的那个阶段所产生的伸长率。 100%拉伸强度、300%拉伸强度 试样在300%定伸强度 MPa 延伸 300%时还有多少强度，即在高延伸下的强度 。压缩变形率 将已知高度的试样，按压缩率要求压缩到规定的高度，在规定的将已知高度的试样，按压缩率要求压缩到规定的高度，在规定的温度条

35、件下保持一定时间，然后解除压缩，将试样在自由状态下回复，温度条件下保持一定时间，然后解除压缩，将试样在自由状态下回复，测量试样的高度。测量试样的高度。 测试程序测试程序1、试样应在（232），（505）%RH的条件下处理24h。 2、测量试样的原始厚度，准确至0.02mm。 3、把试样放入仪器中，放置对应试样类型的垫块，锁紧仪器。可在室温下进行。 4、装夹试样后，须在2h以内放入已设置温度的烘箱。 测试的温度和时间参考标准或由客户指定，例如ASTM D1349-99中有：-75，-55，-40，-25，-10，0，23，40，55，70，85，100，125，135，150，160，175，2

36、00，225，250。 推荐测试时间为22h和70h（ SGSin house method）。 5、测试时间结束后，立即从烘箱中取出仪器并卸下试样。 把试样放于木板等热不良导体上在（232），（505）%RH条件下进行冷却。 6、冷却30min后再次测量试样的厚度。 耐磨性abrasion resistance 耐磨性又称耐磨耗性。材料的耐磨损性能，用磨耗量或耐磨指数表示。 磨损现象很常见，造成这一现象的原因很多有物理化学和机械方面的，主要由磨粒磨损，粘着磨损（胶合），疲劳磨损（点蚀），腐蚀磨损。 耐磨性几乎和材料所有性能都有关系，而且在不同磨耗机理条件下，为提高耐磨性对材料性能亦有不同要求

37、。由于摩擦材料和试验条件各不相同，可用磨耗指数表示或由用磨耗试验机在规定条件下进行试验所测得的材料减量（g/cm2），或其倒数表示，耐磨性是摩擦磨损试验中的一个测量参量。 软化点 softening point性质性质：物质软化的温度。主要指的是无定形聚合物开始变软时的温度。它不仅与高聚物的结构有关，而且还与其分子量的大小有关。测定方法有很多。测定方法不同，其结果往往不一致。较常用的有维卡（Vicat）法和环球法等。 把确定质量的钢球置于填满试样的金属环上，在规定的升温条件下，钢球进入试样，从一定的高度下 落，当钢球触及底层金属挡板时的温度，视为其软化点，以摄氏温度表示（）。 软化点：指的是沥

38、青在一特定实验条件下达到一定黏度时的条件温度。 1、软化点 softening point 性质性质：物质软化的温度。主要指的是无定形聚合物开始变软时的温度。它不仅与高聚物的结构有关，而且还与其分子量的大小有关。测定方法有很多。测定方法不同，其结果往往不一致。较常用的有维卡（Vicat）法和环球法等。 把确定质量的钢球置于填满试样的金属环上，在规定的升温条件下，钢球进入试样，从一定的高度下 落，当钢球触及底层金属挡板时的温度，视为其软化点，以摄氏温度表示（）。 2、软化点：指的是沥青在一特定实验条件下达到一定黏度时的条件温度。 熔点 熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度，一般可用T

39、m表示。进行相反动作（即由液态转为固态）的温度，称之为凝固点。与沸点不同的是，熔点受压力的影响很小。而大多数情况下一个物体的熔点就等于凝固点。 玻璃化温度 说明:高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，通常用Tg表示。没有很固定的数值，往往随着测定的方法和条件而改变。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80。但是，他不是制品工作温度的上限。比如

40、，橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。 测量玻璃化转变温度的方法测量玻璃化转变温度的方法 1膨胀计法 在膨胀计内装入适量的受测聚合物，通过抽真空的方法在负压下将对受测聚合物没有溶解作用的惰性液体充入膨胀计内，然后在油浴中以一定的升温速率对膨胀计加热，记录惰性液体柱高度随温度的变化。由于高分子聚合物在玻璃化温度前后体积的突变，因此惰性液体柱高度-温度曲线上对应有折点。折点对应的温度即为受测聚合物的玻璃化温度。 2折光率法 利用高分子聚合物在玻璃化转变温度前后折光率的变化，找出导致这种变化的玻璃化转变温度。 3热机械法（温度-变形法） 在加热炉或环境箱内对高分子聚合物的试样施加恒

41、定载荷；记录不同温度下的温度-变形曲线。类似于膨胀计法，找出曲线上的折点所对应的温度，即为：玻璃化转变温度。 4DTA法（DSC） 以玻璃化温度为界，高分子聚合物的物理性质随高分子链段运动自由度的变化而呈现显著的变化，其中，热容的变化使热分析方法成为测定高分子材料玻璃化温度的一种有效手段。目前用于玻璃化温度测定的热分析方法主要为差热分析（DTA和差示扫描量热分析法（DSC）。以DSC为例，当温度逐渐升高，通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时，DSC曲线上的基线向吸热方向移动（见图）。图中A点是开始偏离基线的点。将转变前后的基线延长，两线之间的垂直距离为阶差J，在J/2 处可以找到C点，从C点作切

42、线与前基线相交于B点，B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。 5动态力学性能分析（DMA）法 高分子材料的动态性能分析（DMA）通过在受测高分子聚合物上施加正弦交变载荷获取聚合物材料的动态力学响应。对于弹性材料（材料无粘弹性质），动态载荷与其引起的变形之间无相位差（=0sin(t)/E）。当材料具有粘弹性质时，材料的变形滞后于施加的载荷，载荷与变形之间出现相位差：=0sin(t+)/E。将含相位角的应力应变关系按三角函数关系展开，定义出对应与弹性性质的储能模量 G=Ecos（） 和对应于粘弹性的损耗模量 G”=Esin（） E因此称为绝对模量 E=sqrt(G2+G”2) 由于相位角差的存

43、在，外部载荷在对粘弹性材料加载时出现能量的损耗。粘弹性材料的这一性质成为其对于外力的阻尼。阻尼系数 =tan（）=G/G 由此可见，高分子聚合物的粘弹性大小体现在应变滞后相位角上。当温度由低向高发展并通过玻璃化转变温度时，材料内部高分子的结构形态发生变化，与分子结构形态相关的粘弹性随之的变化。这一变化同时反映在储能模量，损耗模量和阻尼系数上。下图是聚乙酰胺的DMA曲线。振动频率为1Hz。在-60和-30C之间，贮能模量的下降，阻尼系数的峰值对应着材料内部结构的变化。相应的温度即为玻璃化转变温度Tg。 6核磁共振法（NMR） 温度升高后，分子运动加快，质子环境被平均化（处于高能量的带磁矩质子与处

44、于低能量的的带磁矩质子在数量上开始接近；N-/N+=exp(-E/kT)），共振谱线变窄。到玻璃化转变温度，Tg时谱线的宽度有很大的改变。利用这一现象，可以用核磁共振仪，通过分析其谱线的方法获取高分子材料的玻璃化转变温度。 耐UV黄变性能 一般是用紫外线灯照射，看变黄的程度，对比色卡，分1-5级。经过耐黄变测试如Suntest，QUV或者其他日晒等测试后，对比测试前后样品的颜色变化，最好的等级是5，代表基本不变色。3以下就是明显变色。一般来说4-5级，就是稍微变色，就已经满足大部分TPU的应用了。如果需要完全不变色，一般需要用脂肪族TPU，就是所谓不黄变TPU，基材非MDI，一般是HDI或者H

45、12MDI等，长时间UV测试也不会变色。 耐UV黄变性能 一般是用紫外线灯照射，看变黄的程度，对比色卡，分1-5级。经过耐黄变测试如Suntest，QUV或者其他日晒等测试后，对比测试前后样品的颜色变化，最好的等级是5，代表基本不变色。3以下就是明显变色。一般来说4-5级，就是稍微变色，就已经满足大部分TPU的应用了。如果需要完全不变色，一般需要用脂肪族TPU，就是所谓不黄变TPU，基材非MDI，一般是HDI或者H12MDI等，长时间UV测试也不会变色。 耐UV黄变性能 在自然太阳光、紫外线长时间照射下或在热、氧、应力、微量水分、杂质、不正当工艺等作用下颜色发黄的现象，叫做黄变。（一）聚合物结

46、构本身性能的影响聚合物大分子链键之间存在键能，当提供的能量大于键能时，则分子链容易生产活性中心，会使聚合物在使用和贮存的过程中产生逐步的降解导致黄变。（二）光的影响当材料吸收光能后在吸收的部位上的分子链就会产生碳碳键或是碳氢键的裂解。（三）热、氧的影响材料发生氧化作用，热会加速材料的氧化过程。形成过氧化结构后容易形成游离基，导致浅、白色材料变色。氧对不饱和的二烯烃材料破坏作用最为显著，热的作用，除了能活化氧化外，还能导致CC键的断裂和双键的破裂。（四）其它因素的影响变黄还与材料中添加的助剂、存在的水分、杂质以及加工生产工艺有关。混入各种化学或机械杂质都会降低聚合物的稳定性。原因比较复杂，需要具体问题具体分析。对策 （一）根据聚合物的特性，在配方中考虑使用抗氧剂、稳定剂等助剂。（二）严格控制原材料技术指标，使用合格的原材料。（三）聚合物材料在加工前应进行严格干燥处理。TPU的存储和运输 不能破袋。结束谢谢大家！