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1、26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,1,Part 1 世界上主要的供应商: BASF (Elastogran GmbH) Part 2 什么是TPU? Part 3 TPU的特性与用途 Part 4 TPU的加工,热塑性聚氨酯(Thermoplastic PolyUrethane) 材料特性 加工 应用,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,2,TPU的加工,Elastollan processing,储存 ELASTOLLAN提供的TPU颗粒原料为无色, 方粒或圆
2、粒. ELASTOLLAN是易吸湿材料, 如果将干燥的材料暴露于空气中, 将会迅速吸收空气中的水份. 聚醚型比聚酯型更易吸湿. 推荐将材料存储在干燥的室温环境下. 为了防止凝露, 储存在低温下的材料, 在打开包装之前, 建议令材料达到室温. 包装袋在打开之后, 若袋中还存有材料, 应尽量封紧袋口. 只有在绝对必要的情况下，才应该将颗粒状的材料暴露在周围空气中. 因此, 必须盖紧加工机器的加料斗,这点十分重要.如果料斗被打开了几次, 建议重新对其 中的材料进行干燥处理。,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,3,TPU的加工,O =
3、 C = N - R - N = C = O + HO - R - OH,O = C = N - R - N - C O - R - OH,_,=,_,H,O,up to 230C,water = H-O-H,di-isocyanate 异氰酸酯,Diol 醇,Urethane 脲,水在TPU加工中的降解作用(DEGRADATION),Elastollan Processing,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,4,TPU的加工,Elastollan processing,DRYING干燥 粒状的材料如果含有过多的水分将会导致
4、加工问题，并降低成品的质量。如果塑化的材料产生泡沫或者熔体中出现气泡，表明材料中含有过多的潮气（水分）。许多情况下，挤出(押出)法加工过程中如果输出量发生波动则很可能说明预干燥不充分。为了确保Elastollan加工的成品具有最佳的性能，在加工前，有必要对材料进行干燥处理。干燥后的粒状材料的水分含量不应该超过0.02%(重量百分比). 当使用空气循环炉进行干燥处理时，颗粒的层高不应该超过4厘米。如果使用除湿型空气干燥器时，可以根据总的有效容量设置除湿的能力。 干燥后，颗粒状材料应该立即被储存在能够安全密封的干燥的容器中, 以免再次吸湿. 当使用色母粒和添加剂时，必须确保它们是干燥的。因此，在干
5、燥处理之前，最好先与颗粒材料预混，以确保整个产品是干燥的。 常规的空气循环炉、真空干燥柜和除湿型空气干燥器最适合用于进行这种干燥处理。所建议的干燥参数请参见下表:,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,5,TPU的加工,Elastollan processing,COLORING着色 在我们的Elastollan系列产品中，所有等级的材料均能够被着色。基于TPU的浓缩色母粒最适合于这种用途。通常情况下，所添加的色母粒的配合比率是2%，然而，含有添加剂的Elastollan等级材料，例如阻燃型材料，可以要求提高配合比率，以便完全满足
6、颜色的深度。 非Elastollan的色母极有可能与Elastollan材料不相匹配。差的颜料会使着色不牢固，并导致差的表面和损害产品质量。,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,6,TPU的加工,Elastollan processing,ADDITIVES添加剂 能够使用各种添加剂提高ELASTOLLAN材料的性能。以下是为ELASTOLLAN提供的常用添加剂: UV STABILIZER 抗UV稳定剂 LUBRICANT 润滑剂,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyuretha
7、ne,7,TPU的加工,Elastollan processing,RECYCLE重复使用 根据成品制件的质量要求，最多只能加入30%的回收料。回收材料类型和硬度应该与Elastollan原材料的类型和硬度相同，并且不含有任何杂质和污染物。 理想情况下，回收的材料应该被切成小方块，并且是干燥的和未经过长时间储存的材料。已经被污染的或降解的材料不适合重复使用。 连续的重复循环使用回收料会大幅度降低成品制件的质量。ELASTOLLAN技术说明中所标注的某些质量要求不适用于回收材料。,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,8,TPU的加
8、工,Elastollan processing,RECYCLE 重复使用,重复使用会导致大部分 性能下降. 在经过五次重复使用后 C80A的拉伸强度保持在 新鲜材料的60%左右. ELONGATION伸长率 基本上不会因为重复使 用而下降. 此实验的基础条件是: 正确的加工过程, 理想 的加工工艺.,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,9,TPU的加工,Elastollan processing,/,/,/,/,/,/,/,/,Morphology分子形态表述,Post Cured经过回火处理:,After processing
9、刚加工出来, 没有经过回火处理:,POST TREATMENT 回火处理,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,10,TPU的加工,Elastollan processing,POST TREATMENT 回火处理 通常, 模塑的Elastollan制件在室温下储存数周后才能获得理想的性能。为了在短期内达到最佳的性能(例如测试之前)，有必要对制件进行回火处理。这种热处理可以在空气循环炉 (烘箱)内进行。 ELASTOLLAN退火处理的条件为 100C , 20小时 退火处理过程中，具有低稳定性(例如低硬度)的铸件应该小心储存，以避
10、免发生变形。 挤出(EXTRUSION)成型的制件则仅在特殊情况下进行退火处理。,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,11,TPU的加工,Elastollan processing,回火处理对ELASTOLLAN硬度的作用,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,12,TPU的加工,Elastollan processing,HEALTH,SAFETY,DISPOSAL安全 健康 处理 根据所使用的材料等级，Elastollan能够在很广的温度范围内进行加工。 对于所
11、有天然的或合成的有机物质，在一定温度下均有可能发生分解作用。分解的速率将取决于所应用的温度和所使用的材料。基本上，当ELASTOLLAN温度超过230时，就有可能开始发生分解作用。当弹性体熔化并暴露在空气中时，就有可能释放出蒸汽，并对工作场所造成影响。鉴于此，建议提供一个有效的抽吸排气系统，尤其在熔体出口区。 Elastollan材料能够完全发生反应，且不会对环境造成任何危害。因此，所产生的垃圾能够运往公共垃圾站或者垃圾焚烧厂进行处置。应该遵守政府对垃圾处置所做的规定。 进一步的信息请参见我们的安全数据表(MSDS)。,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic
12、 Polyurethane,13,TPU的加工,Elastollan processing,MACHINE DESIGN 机械设计 单螺纹、三段式螺杆注射成型机适合加工Elastollan材料。由于加工时TPU材料有很高的剪切应力，因此，短压缩段螺杆(突变式螺杆)不适用。 已经证明，该种螺杆设计已得到成功应用（参见上图）： 压缩比应该大约为1：2，不应该超过1：3。 自流喷嘴和自锁喷嘴均适用, 但是应该小心确保流体顺利通过喷嘴. 应该避免熔体可能堆积和变成烧焦的死角。,Injection processing 注射成型,Screw configuration 螺杆构造,26/09/2003 V
13、TC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,14,TPU的加工,Elastollan processing,BARREL AND MELT TEMPERATURE料筒与熔体温度 为了确保加工无任何故障产生以及持续获得高质量的制件，在料筒内保持精确而恒定的温度十分必要. 从进料段至计量段，温度的增加大致在1020范围内。喷嘴温度应该调节到适合熔体温度。 Table 1 给出了各种硬度范围内所建议的料筒温度：,Injection processing 注射成型,建议测量熔融材料的温度，并相应地调节温度控制器（参见Table 2):,26/09/2003 VTC H
14、ongKong,Thermoplastic Polyurethane,15,TPU的加工,Elastollan processing,SCREW SPEED螺杆转速 Elastollan熔体对剪切敏感，过高的螺杆转速会令产品性能降低。 螺杆转速: 线速度低于 0.2米/秒(M/S) 螺杆直径(MM)*3.14*RPM/60/1000=线速度 例如当螺杆直径为40mm时, 转速120RPM是否合适? 40*3.14*120 / 60 / 1000 = 0.25 M/S (高于要求的0.2 M/S) 应为:0.2*1000*60 / 40 / 3.14 = 95 RPM (对于40mm螺杆直径,
15、建议转速不要超过95 RPM) 如果注射加工被中断的时间较长，剩余在料筒内的材料将会变得过热。因此，在恢复生产之前，需要清空料筒.,Injection processing 注射成型,26/09/2003 VTC HongKong,Thermoplastic Polyurethane,16,TPU的加工,Elastollan processing,INJECTION PRESSURE,SPEED,CYCLE注射压力 注射速度 注射周期 注射压力和保压压力 这些因素均会影响尺寸稳定性(收缩)以及成品铸件的顺利脱模。如果保压压力过低，可能会出现凹痕。如果注射压力过高，那么将使脱模更加困难。 INJECTION PRESSURE 1001000 bar HOLDING PRESSURE 1001000 bar(稍低于注射压力) 背压
