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从分子结构上解释说明TPU材料黄变现象
发布日期::2022-04-07 09:55:09

为什么有些TPU材料的制成品使用时间长了后会变黄,如常见的ETPU发泡鞋底等,即使这类TPU材料中添加了抗黄变剂等功能性助剂,依然只是延缓它的黄变程度,而非能彻底阻止其黄变。本文就从TPU材料的分子结构上来对其逐渐黄变的现象做一解释。 

 TPU(Thermoplastic polyurethanes)是热塑性聚氨酯弹性体的简称,是一种由二异氰酸酯、扩链剂、多元醇组成的多相嵌段共聚物,如左图。TPU根据二异氰酸酯的种类不同,主要分为芳香族TPU和脂肪族TPU,两者的性能差异主要集中在耐黄变性上。常用的芳香族TPU不耐黄变,芳香族TPU常用组分是二苯甲烷二异氰酸酯(MDI);脂肪族TPU常用组分是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。

 生活中用到的TPU大部分是芳香族TPU,它之所以容易黄变,是因为MDI上的苯环结构。MDI在两个苯基之间有亚甲基桥,这个亚甲基在有紫外线的情况下容易被氧化,从而失去亚甲基桥上的氢而被氧化。这种化学反应在两个芳环之间形成共轭体系,称为醌亚胺。这种氧化反会导致TPU不可逆转的泛黄,反应原理如右图。如上举例说明的ETPU产品如果是采用芳香族TPU进行发泡制成的,那其长期使用后出现发黄现象就在所难免。 

 脂肪族TPU,又叫无苯TPU。它的二异氰酸酯分子结构是直线型,相对芳香族TPU来说,耐黄变性大幅提高。得益于脂肪族TPU优异的耐黄变性能,现已有运动品牌将其应用到鞋中底材料中,用以提升鞋材的品质。


标签:   抗黄变剂
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