Какие специфические факторы влияют на сопротивление слезы и прочность пленок полиэстера TPU?

Сопротивление слезы и прочность Полиэфирные пленки TPU влияют несколько ключевых факторов, связанных с композицией, обработкой и структурной конструкцией материала. Эти факторы включают молекулярную структуру, аддитивные составы, производственные процессы и условия окружающей среды. Вот подробный срыв:

1. Полимерный состав и молекулярная структура
Полиэфирная костяка: полиэфирный компонент в цепи TPU влияет на общую жесткость и силу пленки. Полиэфир TPU, как правило, обладает более высокой прочностью растяжения и устойчивости к разрыву по сравнению с другими типами TPU, такими как TPU на основе полиэфира, из-за кристаллической природы полиэфирного костяка, которая обеспечивает повышенную структурную целостность.

Содержание жесткого сегмента: ТПУ производятся путем комбинирования мягких и жестких сегментов (жесткие сегменты, как правило, являются изоцианатами, а мягкие сегменты - это полиолы, такие как полиэфир или полиэфир). Баланс между твердыми и мягкими сегментами влияет на прочность материала. Более высокая доля жестких сегментов обычно увеличивает прочность на растяжение и сопротивление разрывам, но может снизить гибкость. И наоборот, более высокая доля мягких сегментов повышает гибкость, но может поставить под угрозу сопротивление разрывов.

Сшивание: сшивание увеличивает стойкость и устойчивость к слезам пленок TPU, образуя ковалентные связи между полимерными цепями. Этот процесс усиливает общие механические свойства, предотвращая слишком свободно перемещение полимерных цепи, что может помочь предотвратить разрыв при силе.

2. Добавки и наполнители
Пластилизаторы: пластификаторы могут быть добавлены в пленки TPU, чтобы повысить гибкость и уменьшить хрупкость. Тем не менее, наличие пластификаторов должно быть тщательно контролироваться, потому что слишком многие могут снизить сопротивление разрывам. Правильный состав пластификатора может повысить гибкость при сохранении хорошего баланса сопротивления слезы и прочности.

Усиление наполнителей. Включение армирующих наполнителей, таких как стеклянные волокна, углеродное черное или другие наночастицы, может значительно повысить сопротивление разрывов за счет увеличения структурной целостности материала. Эти наполнители обеспечивают дополнительную силу и жесткость, предотвращая размножение слез, когда пленка подвергается напряжению.

УФ -стабилизаторы: для применений, подвергшихся воздействию солнечного света, ультрафиолетовые стабилизаторы могут быть включены для защиты пленки от деградации, вызванной ультрафиолетовым излучением. UV degradation can reduce the toughness of TPU films over time, making them more prone to tearing. УФ-стабилизаторы помогают поддерживать долгосрочную производительность материала.

3. Условия обработки
Температура экструзии и скорости охлаждения: во время производства пленки температура экструзии и скорости охлаждения влияют на кристаллическую структуру TPU. Быстрое охлаждение может вызвать аморфные области, что может уменьшить прочность. Контролируемое охлаждение позволяет образовывать кристаллические домены, улучшая сопротивление слезы и общие механические свойства.

Молекулярная ориентация: способ, которым TPU ориентирован во время обработки, может оказать существенное влияние на его механические свойства. Растяжение пленки во время производства (в таких процессах, как биосное растяжение), выравнивает полимерные цепи в определенном направлении, улучшая прочность на растяжение и сопротивление слезы. Тем не менее, слишком большая ориентация может сделать материал более хрупким, поэтому необходим тщательный контроль.

Толщина пленки: Сопротивление слез пленок TPU также зависит от толщины материала. Более толстые пленки, как правило, обеспечивают лучшую устойчивость к разрыву, потому что у них больше материала для поглощения и распределения напряжения. Тем не менее, более толстые пленки могут поставить под угрозу гибкость, поэтому необходимо снизить баланс в зависимости от предполагаемого применения.

4. Температура и факторы окружающей среды
Чувствительность температуры: производительность пленок TPU зависит от температуры. При низких температурах TPU может стать хрупким, снижая его сопротивление слезы и прочности. Напротив, при более высоких температурах пленки TPU могут стать более гибкими, но могут потерять часть своей структурной целостности. Правильная формулировка и выбор материалов позволяют пленкам TPU поддерживать стойкость и устойчивость к разрыву в широком спектре рабочих температур.

Воздействие влаги: Хотя пленки TPU обычно имеют хорошую устойчивость к гидролизу, длительное воздействие воды или влажных среда все еще может влиять на их механические свойства. Вода может выступать в качестве пластификатора, снижая жесткость материала и потенциально ставит под угрозу сопротивление слезы. Устойчивость к гидролизу полиэфирного компонента играет ключевую роль в поддержании выносливости материала с течением времени.

5. Обработка добавок и функционализации
Антивозрастные агенты: добавки, такие как антиоксиданты и антиозонанты, могут быть включены в пленки TPU, чтобы предотвратить деградацию от факторов окружающей среды, таких как окисление и воздействие озона. Эти агенты помогают поддерживать долгосрочную работу фильмов TPU, сохраняя их жесткие и устойчивые к разрыву в сложных условиях.

Модификация поверхности: поверхностная обработка, такая как корона или плазма, может улучшить свойства поверхности пленок TPU, улучшая их сопротивление внешним силам, которые могут привести к разрыву. Хотя обработка поверхности в основном улучшает адгезию другим материалам, они также могут оказать вторичное влияние на сопротивление пленки к износу.

6. Прочность на растяжение и удлинение при перерыве
Прочность на растяжение: врожденная прочность на растяжение пленок TPU, на которую влияет их молекулярная структура и состава, является ключевым фактором сопротивления слезы. Более высокая прочность на растяжение означает, что материал может выдержать более высокие напряжения, прежде чем ломаться, способствуя лучшему сопротивлению разрывов.

Удлинение при перерыве: удлинение при перерыве является мерой способности материала растягиваться перед ломанием. Пленки TPU с более высоким удлинением при разрыве имеют тенденцию быть более гибкими и устойчивыми к разрыву при стрессе, потому что они могут поглощать и распространять силы более равномерно. Тем не менее, слишком много удлинения может снизить общую прочность и структурную целостность.