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成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-11-24 19:13:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新材料产业科技服务团| 杨柳 | 2023-12-04 12:59:23

TPU(Thermoplastic polyurethanes)名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。主要分为聚酯型和聚醚型,它硬度范围宽(60HA-85HD)、耐磨、耐油,透明,弹性好,在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域得到广泛应用,无卤阻燃TPU还可以代替软质PVC以满足越来越多领域的环保要求。所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温度,断裂伸长率>50%,外力撤除后复原性比较好的高分子材料。聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类,聚氨酯弹性体的硬度范围很宽,性能范围很宽,所以聚氨酯弹性体是介于橡胶和塑料的一类高分子材料。可加热塑化,化学结构上没有或很少交联,其分子基本是线性的,然而却存在一定的物理交联。这类聚氨酯称为TPU 。

(a)硬度:硬度是材料抵抗变形,刻痕和划伤的能力的一种指标。TPU硬度通常用邵尔A(Shore A)和邵尔D(shore D)硬度计测定,邵尔A用于比较软的TPU,邵尔D用于较硬的TPU。硬度主要由TPU结构中的硬段含量来决定,硬段含量越高,TPU的硬度就会随之上升。硬度上升后,TPU的其他性能也会发生改变,拉伸模量和撕裂强度增加,刚性和压缩应力(负荷能力)增加,伸长率降低,密度和动态生热增加,耐环境性能增加。TPU的硬度与温度存在一定关系。从室温冷却降温至突变温度(-4~-12℃),硬度无明显变化;在突变温度下,TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性,这是由于软段结晶作用的结果。 (b)硬度与定伸应力和伸长率的关系以及硬度与撕裂强度的关系。随着TPU硬度的增加,100%定伸应力和300%定伸应力迅速增加,伸长率下降。这主要是由于硬段含量增加的结果:硬段含量高,其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形。若使材料变形必须提高应力,从而提高了定伸应力,同时伸长率下降。TPU硬度与撕裂强度的关系,随硬度增加,撕裂强度迅速增加,其理由亦与模量的解释相同。

本项目研制的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的弹性体,具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能,加工性能好,广泛应用于国防、医疗、食品等行业。

热塑性聚氨酯弹性体, 以其优异的性能和广泛的应用, 已成为重要的热塑性弹性体材料之一,其分子基本上是线型的, 没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联, 氢键对其形态起到强化作用, 从而赋予许多优良的性能, 如高模量、高强度, 优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性。这些良好的性能使得热塑性聚氨酯被广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等许多领域。最终制品一般不需要进行硫化交联, 可以缩短反应周期, 降低能耗。由于它基本上是线型结构聚合物, 可采用与热塑性塑料同样的技术和设备来加工, 如注塑、挤出、吹塑、压延等, 特别适用于大批量生产的中、小型尺寸部件。废弃物料能够回收并重新利用, 生产或加工过程中可使用不同助剂或填料来改善某些物理性能并降低成本。

森聚柯公司成立于2002年,是集产品研发、生产、销售于一体的高科技型生产企业,旗下有两家公司,北京森聚柯高分子材料有限公司和天津森聚柯密封涂层材料有限公司,主要研发生产高等级系列密封胶、高性能厚质聚脲弹性涂层材料(防腐、防护、防水,地坪等)。公司成立以来,一直以科技创新为主导,在聚 脲,聚氨酯密封胶,改性密封胶技术上居于领先地位。北京森聚柯高分子材料有限公司是喷涂聚脲国家标准GB /T23446原始草案稿的提供单位,也是单组份聚脲国家建材行业标准SC/T2435的主要起草者,是国家汽车工业单组份聚氨酯密封胶QC/T1024的主编单位以及聚脲涂料应用技术规程T/CECS679的主编单位之一。北京森聚柯高分子材料有限公司“单组份聚脲”荣获北京市石景山区人民政府“科学技术二等奖”,以及“新型聚氨酯密封胶和聚脲涂料”获得北京市五部委颁发的“北京市自主创新产品”证书,且单脲获得建设部科技发展中心推广证书。

研发经费投入百万有余,后期需要复合材料性能测试等经费至少百万和半年的研发时间,已经取得超过百万的收益。研究成果在能源领域和生产设备等众多的工业等所需要大量的TPU等产品市场大有前途。对于生产线的升级和生产流程的优化具有显著的性价比。可以有效的保护自然环境和对自然资源的使用,为生活水平的提高创造价值。

采用技术入股的方式进行合作,需要100万的研发和生产线的资金支持,以期在三年之内取得收益并进行盈利,在国内市场进行推广。