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TPU加工浅见(一)

    热塑性聚氨酯弹性体，简称TPU，具有高强度高耐磨高回弹等优异的机械性能。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)粘性大，低温下流动性差，随着温度升高流动性会迅速提高;TPU极性强，高剪切下会迅速升温;易吸潮且容易发生高温水解;长时间受热极易降解;与金属的粘附性强，易粘模，且螺杆螺筒不易清洗;冷却成型慢加工周期长;收缩量受温度和压力影响大不易精确控制制品尺寸。因此想得到尺寸和性能都稳定的TPU制品需要做好很多工作。

一、 对设备的要求：

    1、 为了保留更多的物理性能和缩短成型时间，聚氨酯注塑需要在较低的温度下进行。TPU极性强，快速预塑时高速剪切会导致物料温度迅速升高，直接表现是注塑机第二段温度远超过设定温度值;高注射速度会导致物料从射嘴喷出或经过小截面流道时会升温，从而导致不良品的发生，所以TPU无论是预塑速度还是射出速度都不宜过快，但聚氨酯在低温下流动性差，粘性大，因此建议TPU注塑机最好低速下具有较大的输出功率。

    2、 TPU注塑螺杆压缩比一般不建议大于2，采用等距不等深的渐变螺杆，优选BM螺杆(副螺纹出口开放)，不建议采用各种结构的混炼头。

    3、 TPU需要低温注塑，流动性差，成型时间比工程塑料长很多，因此需要大注塑压力，同时模具流道推荐宽流道，采用平滑过度的弧形拐角，对于结晶快的TPU还要保留足够大的冷料井。不建议采用点胶口。

    4、 TPU热焓值大，冷却慢，为了保证恒定的模具温度，建议模具冷却水流道分布均匀，并提供低温水做冷却介质。

二、 干燥：

    TPU加工中出现的不良品至少有一半的原因是由水分超标引起的。水分会导致TPU高温降解，其次会有气泡导致各种异常的成型缺陷。

    水分随时间的延长会以三种状态存在于TPU中，附着(吸附)在表面，渗透，在内部表层，增塑，进入TPU内部，例如长时间吸潮而变白的TPU需要很长的干燥时间，有时会在颗粒中心看到一个小白点，这个就是水在增塑作用下进入TPU的内部，有时候甚至需要十几个小时的干燥时间。

    螺杆预塑时，只有在进料段有少量的水分会受热成为水蒸气被挤压出螺筒的进料口，但是大部分的水分在高温高压下会溶解在螺筒内熔融的TPU中，随着物料进入型腔压力迅速下降，溶解的水汽迅速逸出，从而产生气泡，流痕，凹陷等等异常现象。

    TPU的干燥采用热风烘箱和料斗干燥器均可，为节约能源可采用热风回收的干燥器，对水分要求苛刻或室内湿度大的时候推荐使用除湿干燥机。

    可以使用水分仪测定TPU的含水量，也可以通过物料预塑后的状态在现场判断水分含量是否合格，一般来说预塑后排出的料条表面光亮且不流淌可以任务物料温度是合适的，在此状态下料条不膨胀无气孔即可认为水分合格。

    以上内容由个人工作经验总结而来，如有错漏之处请大家不吝指教，也欢迎各位同行一起交流。

唐建功
9/16-2019

本文作者唐建功：1996年毕业于北京化工大学，从事聚氨酯弹性体TPU、CPU生产及后加工20多年，现任烟台博尔化学工业有限公司总经理。除自己生产弹性体产品外，他还为弹性体制品企业提供技术服务，并多次担任PU聚义堂弹性体技术交流年会及培训班的主讲老师。对大家提出的困惑，他总是能用非常专业的知识讲解分析，对涉及化学反应的知识点如数家珍，深受大家的喜爱和好评。