? ? ? ?為什么有些TPU材料的制成品長時間使用后會變黃,如常見的ETPU發泡鞋底等,即使這類TPU材料中添加了抗黃變劑等功能性助劑,依然只是延緩它的黃變程度,而非能徹底阻止其黃變。本文就從TPU材料的分子結構上來對其逐漸黃變的現象做一解釋。
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? ? ? ?TPU(Thermoplastic polyurethanes)是熱塑性聚氨酯彈性體的(de)簡稱,它是一(yi)種由二異(yi)氰(qing)酸(suan)酯、擴鏈劑、多元醇組成(cheng)的(de)多相嵌段共聚物(wu),如左圖(tu)所示。TPU根據二異(yi)氰(qing)酸(suan)酯的(de)種類不同,主要分為芳香族TPU和(he)脂肪族TPU,兩(liang)者的(de)性能差異(yi)主要集(ji)中在耐(nai)黃變性上。常用(yong)的(de)芳香族TPU不耐黃變,芳香族TPU常用(yong)組分(fen)是(shi)二(er)苯甲烷二(er)異氰(qing)酸酯(MDI);脂肪族TPU常用組分是六亞甲(jia)基(ji)二異氰酸酯(zhi)(HDI)。
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? ? ? ?日常生活中用(yong)到的TPU大部分是(shi)(shi)芳香族TPU,它之所以容(rong)易黃(huang)變,是(shi)(shi)因為(wei)MDI上的苯環結構。MDI在兩(liang)個苯基之間有亞甲基橋,這個亞甲基在有紫外線的環境(jing)下容易(yi)被氧化(hua),從而失(shi)去亞甲基橋上的氫而被氧化(hua)。這種化(hua)學反(fan)(fan)應在兩個芳環之間形成共軛體(ti)系(xi),稱為醌亞(ya)胺(an)。這種氧化(hua)反(fan)(fan)會導致TPU不(bu)可(ke)逆轉(zhuan)的泛黃,反(fan)(fan)應原理(li)如右圖。如上舉例說明的ETPU產品如(ru)果是采(cai)用芳香族(zu)TPU進(jin)行發泡制(zhi)成的,那其(qi)長期(qi)使用后(hou)出現(xian)發黃(huang)現(xian)象就在(zai)所(suo)難免。
? ? ? ?脂肪族(zu)TPU,又叫無苯(ben)TPU。它的(de)二異氰酸酯分子結構是直(zhi)線型,相(xiang)對(dui)芳香族(zu)TPU來說(shuo),耐黃變性大(da)幅提(ti)高。得益于脂(zhi)肪族TPU優異(yi)的耐(nai)黃變性能,現(xian)已有運動品牌將其應用(yong)到鞋中底材(cai)料中,用(yong)以提升鞋材(cai)的耐(nai)黃變品質。
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