TPU/PVC复合材料制备与性能+文献综述(3)
热塑性TPU 弹性体，是由含-NCO官能基的MDI（异氰酸酯）与含-OH 官能基的聚合物，经押出混炼而制成。因为它的弹性好、物性佳、各种机械强度都优良，所以被广泛用于射出、押出、压延和溶解成溶液型树脂等加工方式，是塑胶加工业者经常使用的塑胶材料，其制成产品包含了民用必需品和工业应用的范围[1]。
1.2.2 热塑性聚氨酯共混改性的优异性能
热塑性聚氨酯有很多不同类型的品种，因为在合成时原料、配比及聚合方式不同。通过对不同类型的热塑性聚氨醋之间相互共混，可以扩大热塑性聚氨酯的用途。优异性能如下：
（1）硬度范围广（邵尔硬度65度～80度）
（2）机械特性优越（拉伸强度为30～60MPa，拉断伸长率为300％～700％）
（3）耐屈挠性优越
（4）耐寒性好（低温脆化温度在-60℃以下）
（5）在所有TPE（热塑性弹性体）中，TPU的耐磨性最高
（6）为耐油性橡胶，具有优越的耐矿物油和耐动物油性能
（7）注压和挤出成型时可使用通用的塑料成型机
由于TPU具有许多优异的性能，选择TPU作为PVC树脂的改性剂，可以起到两种基体树脂性能互补的作用，有很大的现实意义[2]。
1.2.3 热塑性聚氨酯共混改性的研究进展
热塑性聚氨酯与其他热塑性弹性体一样，在常温下显示硫化橡胶性能，高温可采用热塑性塑料成型加工方法。热塑性聚氨酯硬度高且富有弹性，因此具有良好的机械强度，同时具有耐油、耐臭氧性、和优良的低温性能等。它的缺点是耐老化性差，蓄热性较大，湿表面摩擦系数低、容易打滑等，除此之外热塑性聚氨酯弹性体的成本较高。所以，利用TPU的一些优异的物性能够改善其他聚合物的性能缺点，或采用其他聚合物的特性来弥补聚氨酯的性能缺陷之外还能达到降低热塑性聚氨酯的成本的目的。
聚氨酯化学涉及橡胶、塑料、粘合剂、纤文等高分子材料四大领域，但热塑性聚氨酯弹性体在聚氨酯化学中发展较晚。根据研究发现，直到1952年才有关于这方面的研究报道[3]。1958年美国人发表了关于热塑性聚氨酯的研究成果，在1962年的时候使之工业化，使得TPU成为最早投入市场的热塑性弹性体。热塑性聚氨酯具有优异的物理性能，同时它的简单而又经济的加工方法引起人们极大的兴趣，所以它的发展速度相当迅速，现在己广泛被应用于国民经济各部门。
1.3 TPU/PVC复合材料研究进展
1.3.1 热塑性聚氨酯与聚氯乙烯共混性能
因为聚氯乙烯是脆性聚合物，硬聚氯乙烯的使用温度下限一般为-15℃，软聚氯乙烯为-30℃，并且会随着温度的下降而变得更硬、更脆，甚至到无法使用。所以它的耐老化性能和耐寒性比较不理想。在聚氯乙烯中加入少量作为改性剂的热塑性聚氨酯，可以提高聚氯乙烯的低温柔韧性、冲击强度和耐低温性，而且也不会影响到聚氯乙烯的其他物理性能。若聚氯乙烯中添加15%的热塑性聚氨酯，在-29℃下Ross耐曲挠性和没加聚氨酯之前的聚合物相比可提高一倍。另外，聚氨酯加入聚氯乙烯混后，也能提高聚氯乙烯的耐老化性能（虽然老化后断裂伸长也下降，但拉伸强却提高）。[6]随着TPU和PVC不同配比的共混，对材料共混物的形状记忆性能也有影响。当TPU/PVC质量比为80/20时，共混物在重复的循环张力下滞后性比聚氯乙烯材料差，当达到TPU/PVC质量比为60/40时，共混材料的不可恢复的永久变形与聚氯乙烯材料相比得到了改善[3]。
1.3.2 热塑性聚氨酯与聚氯乙烯共混改性的相容性
在聚合物共混中，相容是个很重要的因数，因为相容这个因数或多或少地会对共混材料性能有影响，所以研究共混很重要的一点是对其相容性和相容范围进行评价。在研究过程中发现，聚合物共混物的性能与聚合物之间的相容性有极大的关系。从溶度参数来看，聚氯乙烯与热塑性聚氨酯共混物应有较好的相容。根据极性相近相容原则，聚氯乙烯分子链中大量的极性氯原子可以和聚氨酯大分子结构中胺基中氢原子形成氢键，使二者之间具有很强的结合力，从而提高了共混物的相容。根据共混高聚物相容性的理论和基本原则，热塑性聚氨酯与聚氯乙烯共混能够相容。但这两个原则只能粗略的估计二者共混的相容性，要准确地研究他们共混的相容性还与热塑性聚氨酯的结构和聚氯乙烯聚合度有很大关系。热塑性聚氨酯是一种嵌段由无定型软嵌段和可结晶的硬嵌段组成的共聚物。现在市场上大多数型号的热塑性聚氨酯可与聚氯乙烯相容，因为对于热塑性聚氨酯而言，聚酯型热塑性聚氨酯可以和聚氯乙烯很好地共混，也就是说它们的相容性较好，根据研究数据得到组成的共混物一般只有一个玻璃化温度（Tg）。而对于聚醚型热塑性聚氨酯与聚氯乙烯在机械共混下共混物的相容性相对较差，从数据上可以出现看出两个Tg，从热塑性聚氨酯共混效果来看，聚醚型热塑性聚氨酯无论从拉伸强度、断裂伸长率等性能均低于聚酯型，这可能由于聚酯型 TPU 的酯键的亲和力比醚键大，从而使PVC与TPU二者相容性好。所以综上所述，聚酯型热塑性聚氨酯与聚氯乙烯相容，但是聚醚型热塑性聚氨酯与聚氯乙烯相容性较差[4,5]。