TPU是一種(AB)n型嵌段線性聚合物，A為高分子量（1000~6000）的聚酯或聚醚，B為含2~12直鏈碳原子的二醇，AB鏈段間化學(xué)結(jié)構(gòu)是二異氰酸酯。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵交聯(lián)或大分子鏈間輕度交聯(lián)，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有可逆性。怎么樣清楚TPU分子結(jié)構(gòu)有哪些？
1、鏈段結(jié)構(gòu)
TPU是一種(AB)n型嵌段線性聚合物， 由柔性軟段和剛性硬段構(gòu)成。不同鏈段結(jié)構(gòu)的TPU具有不同的性能， 而鏈段結(jié)構(gòu)的類型主要由原料種類決定。分子結(jié)構(gòu)中引入側(cè)基會降低大分子間的取向結(jié)晶性， 從而導(dǎo)致力學(xué)性能下降、溶脹性能變差； 而一定的化學(xué)交聯(lián)可以提高彈性體的定伸應(yīng)力和耐溶劑性能，降低形變。
2、硬段含量
硬段含量是指硬段在中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，是配方設(shè)計中一個重要參數(shù)。硬段含量直接影響的氫鍵、微相分離程度以及結(jié)晶性能， 是決定其形態(tài)的主要因素。一般來講， 隨著硬段含量的增加，TPU的硬度、模量以及撕裂強度等增加， 而扯斷伸長率下降。
3、異氰酸酯指數(shù)
由于TPU的合成機理是在官能團之間進行的逐步加聚反應(yīng)， 所以異氰酸酯指數(shù)r0（二異氰酸酯與低聚物二醇的摩爾比） 直接影響分子量的大小。r0≤1時，TPU分子量隨著r0的大而大，當(dāng)r0=1時，分子量達到大， 再繼續(xù)增加r0值，分子量又開始下降。r0在0.95~1之間時，TPU模量、拉伸強度、撕裂強度等隨著r0的增加而增加。
4、分子量及分子量分布
TPU分子量對其力學(xué)性能有明顯影響， 隨著TPU分子量的增加， 拉伸強度、模量及耐磨性等都增加， 當(dāng)分子量達到一定程度時這些性能趨于平穩(wěn)。TPU撕裂強度和耐曲撓性能隨著分子量的大而降低，一方面TPU物理交聯(lián)使其自由體積減小； 另一方面，TPU分子鏈的高度纏結(jié)和物理交聯(lián)的增加降低了他們的內(nèi)部流動性， 受到外力作用時， 分子鏈重排不易實現(xiàn)而無法有效減輕施加的應(yīng)力。
低分子量組分的比例大時，對彈性體的耐熱性能和力學(xué)性能有害， 而過高分子量組分的比例太大時會對加工成型帶來不便。因此對于不同用途的TPU應(yīng)根據(jù)其具體加工要求來調(diào)節(jié)合適的分子量及分子量分布。
5、原料純度
TPU常用的擴鏈劑1,4-丁二醇（MDI），易吸水， 其純度及水分含量直接影響到實際生產(chǎn)的值， 對產(chǎn)品的分子量影響很大。MDI易自聚，若保存不好易生成二聚體。聚合多元醇的水分含量、酸值、羥值等因批次不同而存在差異， 較大程度上影響了TPU性能的穩(wěn)定性。
原料中含有的水分和游離的羧基，一方面與MDI反應(yīng)， 消耗了部分MDI造成配方設(shè)計的不準(zhǔn)確；另一方面，反應(yīng)生成的氣泡起到塑化的作用，降低了產(chǎn)品的性能。因此用于合成TPU的原料在使用之前都需要嚴(yán)格脫水。
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