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热塑性聚氨酯熔喷非织造材料制备与性能

纺织学报 2022年第11期43卷 88-93页

作者：刘亚程可为赵义侠于雯张淑苹钱子茂天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

为改善传统熔喷非织造材料强度低、弹性回复性差的问题,以热塑性聚氨酯(TPU)为原料制备了一种新型弹性熔喷非织造材料。研究了TPU的热性能及流变性能,分析了制备工艺参数对TPU熔喷非织造材料形貌、力学性能、透气性能和水接触角的影响... 详细信息

为改善传统熔喷非织造材料强度低、弹性回复性差的问题,以热塑性聚氨酯(TPU)为原料制备了一种新型弹性熔喷非织造材料。研究了TPU的热性能及流变性能,分析了制备工艺参数对TPU熔喷非织造材料形貌、力学性能、透气性能和水接触角的影响。结果表明:数均分子量为33767 g/mol、分子量分布指数为2.19、熔点为159.4℃的TPU原料,在230℃时流变性能良好,适合进行熔喷纺丝;当纤维平均直径为10.27μm、纤维网平均孔径为145μm时,制备的TPU熔喷非织造材料的纵、横向断裂强度分别为52和49 N/(5 cm),纵、横向断裂伸长率分别为424%和459%,50%伸长回复率为97%,透气率为580 L/(m^(2)·s),水接触角为110.3°,呈现明显的拒水特性。

关键词：热塑性聚氨酯弹性非织造材料透气性拒水性

热塑性聚氨酯的多晶型结晶行为和多重熔融峰现象

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高分子材料科学与工程 2022年第8期38卷 162-167页

作者：刘峰廖霞四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065

热塑性聚氨酯(TPU)在差示扫描量热仪(DSC)升温曲线中通常会表现出多重熔融峰现象,探究其起源对于深入了解TPU内部有序结构的相变行为有着重要意义。文中利用DSC对TPU的降温结晶、等温结晶及之后的熔融行为进行了研究,发现TPU在快降温速... 详细信息

热塑性聚氨酯(TPU)在差示扫描量热仪(DSC)升温曲线中通常会表现出多重熔融峰现象,探究其起源对于深入了解TPU内部有序结构的相变行为有着重要意义。文中利用DSC对TPU的降温结晶、等温结晶及之后的熔融行为进行了研究,发现TPU在快降温速率和低等温结晶温度下,结晶后的熔融过程表现出四重熔融峰;在慢降温速率和高等温结晶温度下,结晶后的熔融过程表现出双重熔融峰。通过分析TPU降温结晶动力学和所生成晶体的热力学稳定性,发现TPU在不同的结晶条件下生成了2种晶型--Form-Ⅰ晶型和Form-Ⅱ晶型。TPU不同晶型晶体在升温过程中表现出不同的熔融-重结晶-熔融行为,从而导致了不同的多重熔融峰行为。

关键词：热塑性聚氨酯多重熔融峰 Form-Ⅰ晶型 Form-Ⅱ晶型

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热塑性聚氨酯共混物的硬度与冲击性能的关系

应用化学 2022年第8期39卷 1216-1223页

作者：张丹刘芳杨雪许东华石彤非伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室伊宁835000 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

选取了2种分子组成相同硬度不同的热塑性聚氨酯(TPU),将二者共混后得到了不同硬度的TPU共混物,探究了TPU共混物的硬度与冲击性能的关系。通过落球冲击试验、感压纸测试和冲击前后样品表面温度测试对TPU共混物的冲击性能进行表征。当样... 详细信息

选取了2种分子组成相同硬度不同的热塑性聚氨酯(TPU),将二者共混后得到了不同硬度的TPU共混物,探究了TPU共混物的硬度与冲击性能的关系。通过落球冲击试验、感压纸测试和冲击前后样品表面温度测试对TPU共混物的冲击性能进行表征。当样品的硬度越低时,峰值冲击力越小,冲击持续时间越长,冲击时的最大应变越大,冲击时样品的受力面积增大,对应的冲击时的峰值应力值减小。不同硬度样品的能量耗散比差别不大,但随硬度降低呈现小幅度上升趋势。冲击后的样品表面温度较冲击前有所上升,说明样品通过热的形式耗散了部分能量,各硬度样品的温度差值较为接近,这与不同硬度样品的能量耗散比的变化规律是相似的。所有样品均具有较高的能量耗散比,TPU能耗散大部分冲击能量,具有良好的抗冲击性能。

关键词：热塑性聚氨酯冲击性能能量损耗

热塑性聚氨酯/特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维膜制备及其性能

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纺织学报 2021年第12期42卷 42-48页

作者：许仕林杨世玉张亚茹胡柳胡毅浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室浙江杭州310018 浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心浙江杭州310018 浙江技立新材料股份有限公司浙江绍兴312030

针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪... 详细信息

针对纳米纤维膜力学性能低和疏水性较差的问题,首先采用静电纺丝法制备热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜,然后通过浸渍特氟龙无定形氟聚物(AF)溶液获得TPU/特氟龙AF超疏水纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、电子万能试验仪、视频接触角张力仪等探究了浸渍质量分数、浸渍时间对纳米纤维膜疏水性及力学性能的影响。结果表明:当特氟龙AF溶液质量分数为6%时,该纳米纤维膜水接触角大于150°,油接触角小于3°,展现出超疏水性;该纳米纤维膜的力学强度不受浸渍的影响,弹性模量可达到5.09 MPa,在过滤介质、生物医学领域等具有良好的潜在应用价值。

关键词：静电纺丝热塑性聚氨酯特氟龙无定形氟聚物超疏水纳米纤维自清洁材料过滤材料

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热塑性聚氨酯纳米复合材料的性能研究进展

塑料科技 2023年第3期51卷 111-116页

作者：魏咏梅河南技师学院河南郑州450039

热塑性聚氨酯(TPU)兼具弹性与刚性,同时也具有较好的生物相容性。通过结合碳纳米纤维、金属纳米颗粒等材料,TPU具有更好的力学特性与热学性质,并且也能获得电学性能、光学性能。文章介绍TPU纳米复合材料的一般结构、特性与制备方法。综... 详细信息

热塑性聚氨酯(TPU)兼具弹性与刚性,同时也具有较好的生物相容性。通过结合碳纳米纤维、金属纳米颗粒等材料,TPU具有更好的力学特性与热学性质,并且也能获得电学性能、光学性能。文章介绍TPU纳米复合材料的一般结构、特性与制备方法。综述TPU纳米复合材料性能的最新研究进展,主要针对掺杂不同材料对TPU纳米复合材料力学性能与热学性能影响的进行介绍。指出为了进一步提高TPU纳米复合材料的应用价值,可以改进TPU与纳米材料之间的连接或附着方式,也可以引入新的纳米材料。

关键词：热塑性聚氨酯力学性能热学性能

热塑性聚氨酯/石墨烯改性聚氨酯注浆材料的制备与性能研究

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中国塑料 2023年第1期37卷 54-59页

作者：周新星郑玉婴陈乘鑫孔繁盛山西省交通科技研发有限公司黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原030032 福州大学材料科学与工程学院福州350108

采用石墨烯、热塑性聚氨酯(TPU)复合改性聚氨酯注浆材料,并添加少量的粉煤灰、炉底渣及碱性激发剂制备一种低密度、高强度、快硬性的TPU/石墨烯改性聚氨酯注浆材料。借助聚氨酯弹性体材料密度测试仪、万能材料试验机、渗透系数测试仪、... 详细信息

采用石墨烯、热塑性聚氨酯(TPU)复合改性聚氨酯注浆材料,并添加少量的粉煤灰、炉底渣及碱性激发剂制备一种低密度、高强度、快硬性的TPU/石墨烯改性聚氨酯注浆材料。借助聚氨酯弹性体材料密度测试仪、万能材料试验机、渗透系数测试仪、荧光显微镜对TPU/石墨烯改性聚氨酯注浆材料的密度、膨胀倍数、抗压强度、阻燃性能、渗透系数及微观形貌进行表征,深入分析了石墨烯和TPU的种类和含量对聚氨酯注浆材料基本物理性能、力学性能及微观结构的影响。结果表明,TPU/石墨烯改性聚氨酯注浆材料的密度为0.24~1.25 g/cm^(3),膨胀倍数最高可达38倍,抗压强度为15.0~43.8 MPa,相比普通聚氨酯注浆材料,改性聚氨酯注浆材料抗压强度提升1倍以上。酒精灯燃烧试验显示注浆材料无焰燃烧时间均小于20 s。石墨烯和TPU均可提高聚氨酯的强度和耐久性,改善TPU的微观形貌。TPU/石墨烯改性聚氨酯注浆材料表现出良好的强度、耐久性及弹性,是一种性能优异的注浆材料。

关键词：聚氨酯注浆材料石墨烯热塑性聚氨酯粉煤灰微观形貌

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热塑性聚氨酯(TPU)3D打印研究进展

塑料 2023年第1期52卷 111-115页

作者：邓暄贾振兴韩凤安滑冰涛杨卫民北京化工大学北京100029 保定邦泰高分子新材料有限公司河北保定071000

热塑性聚氨酯(TPU)具有高弹性和生物相容性,在工业和医疗领域中均得到了广泛应用,3D打印技术进一步拓展了TPU材料在医疗领域的应用。但是,热塑性聚氨酯的部分性能特点不利于3D打印成型,在一定程度上限制了其在3D打印中的应用,因此,需要... 详细信息

热塑性聚氨酯(TPU)具有高弹性和生物相容性,在工业和医疗领域中均得到了广泛应用,3D打印技术进一步拓展了TPU材料在医疗领域的应用。但是,热塑性聚氨酯的部分性能特点不利于3D打印成型,在一定程度上限制了其在3D打印中的应用,因此,需要对TPU材料进行改性。从3D打印工艺、工艺参数、专用材料、掺杂改性及先进应用领域研究5个方面,综述了TPU材料3D打印的国内外研究进展。介绍了FDM和SLS 2种可用于TPU材料3D打印的工艺方法,并且对国内外TPU打印材料力学性能与掺杂改性的研究现状进行了总结。同时,分析了TPU材料3D打印在鞋类加工和医学研究领域的应用发展,并且对3D打印TPU在医疗领域的应用前景进行了展望。

关键词：热塑性聚氨酯 3D打印研究进展掺杂改性应用

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热塑性聚氨酯模压成型工艺优化

工程塑料应用 2022年第4期50卷 70-75页

作者：胡恩源张学文陈俊邵伟光蔡利海刘文言中国矿业大学(北京) 北京100083 军事科学院系统工程研究院军事新能源技术研究所北京102300 北京航天发射技术研究所北京100076

以热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用模压成型工艺制备了TPU薄膜,探究了工艺参数(压制温度、压制时间、保压压力、冷却速率)对TPU薄膜外观形貌、厚度和拉伸性能的影响。结果表明,若压制温度过高或压制时间过长,容易使TPU热分解,导致TPU薄膜... 详细信息

以热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用模压成型工艺制备了TPU薄膜,探究了工艺参数(压制温度、压制时间、保压压力、冷却速率)对TPU薄膜外观形貌、厚度和拉伸性能的影响。结果表明,若压制温度过高或压制时间过长,容易使TPU热分解,导致TPU薄膜产生气泡;压制温度较低或压制时间较短,则容易造成TPU薄膜厚度偏高。TPU薄膜的拉伸性能随压制温度、压制时间、保压压力、冷却速率4个工艺参数值的增加基本呈现先增大后减小或趋于稳定的变化规律。TPU薄膜模压成型的最佳工艺参数为:压制温度190℃,压制时间16 min,保压压力3.25 MPa,冷却速率34.8℃/min,在此工艺参数条件下制备的TPU薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分别可达到20.27 MPa和503.16%。

关键词：热塑性聚氨酯模压成型工艺参数优化拉伸性能

热塑性聚氨酯基柔性可穿戴应变传感器的制备及性能研究

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热塑性聚氨酯基柔性可穿戴应变传感器的制备及性能研究

作者：郭禹福建工程学院

学位级别：硕士

近年来,随着柔性电子科技的蓬勃发展,柔性可穿戴应变传感器在医疗、环保、智能家居、机器人等多个领域显现出极大的应用前景。然而,制造具有高灵敏度、宽工作范围、优异耐久性和抗菌性能的柔性传感器仍然具有挑战性。本研究以提升柔性... 详细信息

近年来,随着柔性电子科技的蓬勃发展,柔性可穿戴应变传感器在医疗、环保、智能家居、机器人等多个领域显现出极大的应用前景。然而,制造具有高灵敏度、宽工作范围、优异耐久性和抗菌性能的柔性传感器仍然具有挑战性。本研究以提升柔性应变传感器的灵敏度,传感范围和耐久性等性能为目的,利用具有优秀弹性及耐磨性的热塑性聚氨酯(TPU)高分子弹性体聚合物作为基底材料,结合碳纳米管(CNT)和银纳米颗粒(Ag NPs)之间多导电网络的协同作用,分别制备了两种适用于不同应变方向的柔性应变传感器,并对两种应变传感器进行力学、电学、传感等多方面性能的测试。具体研究内容如下:(1)采用静电纺丝工艺,制备了纤维直径均匀的TPU纳米纤维膜。随后,将TPU膜浸泡于不同浓度的碳纳米管水分散液(CNAD)中,通过在纤维表面吸附CNT以形成导电通路。通过扫描电子显微镜表征,纤维膜在3 wt.%浓度的CNAD中浸泡的效果最佳,从而制备了TPU/3CNT拉伸型柔性应变传感器。之后,对该应变传感器进行灵敏度和循环加载测试,测试结果表明,该应变传感器灵敏度可达134并具有宽广的工作范围(10%-500%),能在反复循环加载中稳定工作(200%应变下循环拉伸1000次),并能区分不同程度的应变。(2)在浸泡硝酸银溶液(SNS)后,通过简单的还原工艺,将Ag NPs原位生长于TPU/3CNT纤维的表面,制备了具有双导电网络的TPU/3CNT@Ag NPs拉伸型柔性应变传感器。实验结果显示,制备的应变传感器具有优异的稳定性和耐久性(在200%应变下循环1400次),同时,双导电网络结构显著提高了传感器的灵敏度(GF=930),拓宽了传感范围(0.1%-500%)。此外,该传感器具备快速响应(在1%应变下100 ms)能力,并具有超高的动态监测速率(2400mm/min),可以在酸性和碱性环境下正常使用,对常见菌种(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)具有抑菌效果,有应用于健康监测和语音识别设备的潜力。(3)采用盐模板真空浇筑工艺制备了三维通孔结构的Vc-TPU泡沫,并通过简单的浸泡吸附和还原工艺成功制备Vc-TPU/0.1CNT@Ag NPs压缩型应变传感器。该传感器灵敏度曲线具有优异的线性关系(0-70%应变,R=0.99875)、超快的响应与恢复时间(均为20 ms)、出色的回弹范围(70%)、良好的稳定性和耐久性(50%应变下500次循环)、宽广的传感范围(5%-70%)和对微应变(肌腱、吹气)和大应变的检测能力(脚踩),在人体运动监测等领域具有应用前景。

关键词：热塑性聚氨酯碳纳米管银纳米颗粒柔性传感器应变传感器