TPU模塑加工過程中，溫度、壓力和時間等參數(shù)的控制至關(guān)重要，它們直接影響到制件的外觀品質(zhì)及內(nèi)在性能。理想的加工條件應(yīng)確保制件呈現(xiàn)出均勻一致的白色至米色。



**溫度調(diào)控**



在TPU注塑成型工藝中，需嚴格監(jiān)控料筒溫度、噴嘴溫度以及模具溫度。前兩者主要作用于TPU的熔融與流動狀態(tài)，后者則對流動與冷卻過程產(chǎn)生影響。



a. 料筒溫度：料筒溫度的選擇與TPU硬度密切相關(guān)。硬度較高的TPU要求更高的熔融溫度，因此料筒末端的高溫度也相對較高。通常情況下，用于加工TPU的料筒溫度范圍是177至232℃。料筒各段溫度分布應(yīng)當(dāng)從前端至后端逐漸遞增，以TPU材料能在平穩(wěn)升溫下實現(xiàn)充分且均勻的塑化。



b. 噴嘴溫度：噴嘴溫度一般設(shè)定得略低于料筒高溫度，目的是避免直通式噴嘴可能出現(xiàn)的熔體滴落現(xiàn)象。若采用具有自鎖功能的噴嘴，則噴嘴溫度可以調(diào)整至與料筒高溫度相當(dāng)。



c. 模具溫度：模具溫度對TPU制品的內(nèi)在質(zhì)量和外觀表現(xiàn)具有決定性的影響。其高低取決于TPU的結(jié)晶程度、制品尺寸等因素。模具溫度通常通過恒溫水循環(huán)系統(tǒng)進行控制。對于不同硬度的TPU，模具溫度設(shè)置各異，如硬度480A時模具溫度可設(shè)為20～30℃；硬度591A時為30～50℃；硬度355D時則為40～65℃。一般而言，TPU制品的模具溫度保持在10～60℃之間。較低的模具溫度可能導(dǎo)致熔體過早固化形成流線，不利于球晶生長，容易引發(fā)制品后期收縮以及性能變化。



**壓力管理**



注塑過程中的壓力包括塑化壓力（背壓）和注射壓力。背壓是在螺桿回退時頂部熔料所承受的壓力，可通過溢流閥調(diào)節(jié)。增加背壓有助于提高熔體溫度、降低塑化速度、促使熔體溫度更均勻、增強色料混合效果，并能排除熔體內(nèi)的氣體，但同時也會延長成型周期。通常TPU的背壓設(shè)定在0.3～4MPa之間。



注射壓力是指螺桿對TPU施加的壓力，它的主要作用是克服TPU從料筒流向型腔時的阻力，保障充模速率并壓實熔料。TPU的流動阻力和充模速率與其熔體粘度緊密相關(guān)，而熔體粘度又受TPU硬度、熔體溫度及形變速率影響。剪切速率增加會使粘度降低；在剪切速率恒定時，TPU硬度越高，粘度越大。TPU的注射壓力通常設(shè)定在20～110MPa之間，保壓壓力約為注射壓力的一半，背壓應(yīng)在1.4MPa以下，以確保TPU充分塑化且均勻。



**時間因素**



完成一次完整的注射過程所需的時間稱為成型周期，它包含了充模時間、保壓時間、冷卻時間以及其他輔助操作時間（如開模、脫模、閉模等），直接關(guān)乎生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率。TPU的成型周期長短取決于其硬度、制品厚度及復(fù)雜程度，硬度高則周期短，制品厚則周期長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜同樣會延長周期，此外還受到模具溫度的影響。TPU制品的成型周期通常在20～60秒之間。



**速度控制**



- 注射速度：注射速度主要由TPU制品的形狀結(jié)構(gòu)決定。壁厚較大的制品需要較低的注射速度，而壁薄或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制品則適合較快的注射速度。



- 螺桿轉(zhuǎn)速：加工TPU時，一般推薦使用低剪切速率，故適宜選擇較低的螺桿轉(zhuǎn)速。通常TPU的螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置在20～80r/min，佳區(qū)間為20～40r/min。



**停機處理**



考慮到TPU在高溫條件下長時間停留可能發(fā)生降解，停機后需要用PS、PE、丙烯酸酯類塑料或ABS等材料進行清洗。如果停機超過1小時，建議關(guān)閉加熱裝置，以防止材料因長時間高溫導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

目前，兒童手表材料種類繁多，其中硅膠、TPU和TPE是較為常見的選項，但各自具備不同的產(chǎn)品特點和性能。隨著智能穿戴市場日新月異的發(fā)展趨勢，消費者對產(chǎn)品的個性化、美觀度及程度有了更高的要求。盡管硅膠由于成本較低，在低端智能手表市場仍有一定的應(yīng)用，但由于其難以實現(xiàn)多樣化設(shè)計、貼膚性過強易引發(fā)過敏反應(yīng)以及易導(dǎo)致觸覺疲勞等問題，逐漸失去了部分市場份額。



熱塑性彈性體材料因其特優(yōu)勢正在市場上嶄露頭角，眾多熱塑性彈性體TPE制造商競相研發(fā)并推出了自家的TPE和TPU手表料。這兩種材料究竟有何異同呢？



1. 安全性：無論是TPE還是TPU，均屬于環(huán)保的彈性體材料，兩者均可通過嚴格的環(huán)保測試標(biāo)準(zhǔn)。



2. 舒適性：不同廠家的產(chǎn)品要求各異，通常智能手表帶的硬度范圍一般設(shè)定在50A至80A之間。而TPU低硬度為70A，相比之下，TPE可達到0A至100A的超軟范圍，因此在手感上，TPE比TPU更加柔軟，佩戴起來更為舒適貼合。



3. 加工性：業(yè)內(nèi)普遍認為，TPU在加工成型過程中脫模難度較大，而TPE則相對容易，具有更佳的流動性和快速脫模特性，使得采用TPE材料設(shè)計產(chǎn)品更具優(yōu)勢。



4. 抗菌防霉性：對于兒童智能手表表帶材料而言，抗菌防霉性能至關(guān)重要。在這點上，TPE的抗菌效果相較于TPU表現(xiàn)更為出色。



5. 耐黃變性：長時間使用后，智能手表可能出現(xiàn)黃變現(xiàn)象。通常情況下，TPE材質(zhì)的手表帶在一年左右才開始出現(xiàn)輕微黃變，而TPU材質(zhì)大約半年就會明顯變黃，故就耐黃變性能而言，TPE優(yōu)于TPU。

熱塑性彈性體，以TPU和TPE為代表的新一代多功能材料，自1960年代左右起步以來，憑借其傳統(tǒng)通用塑料的性能，已在新材料領(lǐng)域嶄露頭角，并被視為21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的重要成果，擁有廣闊的發(fā)展前景。



相較于通用塑料，TPU在多個方面展現(xiàn)出更為的特性：



1. 的耐磨耐刮擦性能；

2. 出色的抗撕裂性和韌性；

3. 彎曲疲勞性能，回彈性強；

4. 抗張強度及斷裂伸長率高人一籌；

5. 適應(yīng)寬泛的工作溫度范圍，能在-35℃至50℃低溫下保持柔韌，且能承受高達150℃的高溫；

6. 長期使用下的壓縮變形??；

7. 對油脂、潤滑油以及脂肪族碳氫化合物具有良好的耐溶劑性；

8. 具備抵抗氧與臭氧氧化的耐老化特性。



TPU材料的物理機械性能尤其引人注目，沖擊強度可超過1000MPa，拉伸強度可達50MPa以上，同時具備超乎尋常的拉伸延伸率，通常在500%以上；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可達150℃；材料的磨損損耗極低，在0.035%以下；對于油類有出色的耐受性，即使長時間浸泡也不會變質(zhì)；其彈性遠普通橡膠，表面平滑度；在耐磨耗和抗折斷性能上表現(xiàn)，例如用TPU制成的管材可以反復(fù)彎曲折疊達5萬次而無明顯形變，用作鞋底材料時也可承受至少2萬次彎折而不破裂。



得益于其的彈性和物性、易加工性、經(jīng)濟實用性和對環(huán)保要求的高度契合，TPU產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于注塑成型、擠出成形、壓延、流延膜制造以及吹塑等各類塑料加工工藝中。

熱塑性聚氨酯軟管早在80年代初期在德、日、美、法等少數(shù)發(fā)達國家已開始應(yīng)用。90年代已廣泛應(yīng)用于液壓、氣動、砂漿輸送、水利、醫(yī)藥等行業(yè)。我國聚氨酯軟管業(yè)也隨之快速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也日漸廣闊。



　　用于生產(chǎn)軟管的牌號既有聚酯的也有聚醚的，硬度由80邵氏Ａ－95邵氏Ａ不等，有氣動管，電纜護套，汽車，食品、藥品設(shè)備等。不同結(jié)構(gòu)形式的管材，成型用擠出機生產(chǎn)線及組成設(shè)備其本相同。所用設(shè)備有擠出機、機頭、口模、定型裝置、冷卻槽、牽引設(shè)備、切割裝置。



　　管材擠出與棒材有所不同的是，機頭內(nèi)有芯棒，與口模外套構(gòu)成的環(huán)隙通道供TPU熔融料通過，即成管狀物。口模需用好的工具鋼制成，以擠出高硬度TPU時不變形，內(nèi)表面好拋光、鍍硬質(zhì)鉻、無針孔?？谀３尚投螒?yīng)是?？诔叽绲?5～20倍，且?？谝裙懿牡膶嶋H尺寸大20％～30％，以適應(yīng)熔融物的牽伸。



　　TPU管材一般采用浸水并噴淋的方式冷卻，由牽引輥或履帶式牽引裝置牽引，因TPU熔料柔軟難以成型，可用改進的真空定徑系統(tǒng)，即在熔料進入真空槽前裝預(yù)冷裝置，用于管件的定徑。熔料由定型套擠出時，已形成需要的管規(guī)格尺寸坯，冷卻水槽與定型套連接，冷卻固化管坯，使管坯定型。這時調(diào)整牽引速度與擠出管坯速度匹配，均勻等速由冷卻水槽牽引出，輸送至切割機，按需求長度切斷包裝。



　　牽引方法可用絞盤式牽引法，把TPU軟管盤繞在成品輥筒上。



　　熱塑性聚氨酯軟管用途廣泛，使用范圍寬。從承受壓力而言，它不僅可以做低壓軟管，還可以做成鋼絲增強高壓軟管和纖維增強高壓軟管；從適宜介體而言，它可做各種氣管、液壓油管、制動液管、汽油管、柴油管、潤滑油管、輕酸（堿）管、排砂漿管、清洗管、食品管、藥品管等；從適用行業(yè)而言，它可做各種汽車、摩托車、工程機械、輪船、機床、火車、礦山機械、高壓清洗機械、石化設(shè)備、液壓設(shè)備、氣動設(shè)備、電纜護套、儀器儀表、食品設(shè)備、藥品設(shè)備等產(chǎn)品使用的軟管。



　　雖然熱塑性聚氨酯原料加工難度大且價格較貴，但由于其使用壽命長、使用成本低，社會效益橡膠，從環(huán)保角度又優(yōu)于聚氯乙烯，因此將成為橡膠與聚氯乙烯軟管的升級替代產(chǎn)品。

目前市場上銷售的橡皮筋種類繁多。傳統(tǒng)的橡皮筋一般是一種用橡膠與乳膠制作而成的短圈，一般用來把東西綁在一起。雖然橡膠的原料的成本低，但是由于橡膠橡皮筋的制造機器成本非常高，而且橡膠橡皮筋本身很容易老化，所以市場上就逐漸出現(xiàn)了替代橡膠橡皮筋的產(chǎn)品—TPU/TPR橡皮筋。



　　那么TPU/TPR橡皮筋的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪里呢？



　　1，從TPU橡皮筋的材料說起。TPU/TPR橡皮筋的主要材質(zhì)是TPU和TPR。TPU是Thermoplastic Urethane熱塑性聚氨酯彈性體的簡稱。所謂彈性體是指玻璃化溫度低于室溫度，斷裂伸長率>50%,外力撤除后復(fù)原性比較好的高分子材料。它的主要優(yōu)勢在于：高耐磨性 強度高 耐寒性 耐油 耐水 耐霉菌 柔韌性好。



　　,2，從外觀看TPU/TPR橡皮筋，TPU/TPR橡皮筋可以做成很多彩、透明的感覺，現(xiàn)在比較受用戶的普遍歡迎。而橡膠橡皮筋就能不可以達到那種效果，透的都是很朦朦朧朧的，不能完全做到透明狀。



　　3，對比一下兩種橡皮筋的制作成本。一般來說TPU/TPR橡皮筋擠出生產(chǎn)線的成本在十多萬人民幣左右，而橡膠橡皮筋擠出生產(chǎn)線的制作成本則高達幾百萬人民幣。



　　綜上所述，TPU/TPR橡皮筋的優(yōu)勢遠遠橡膠橡皮筋。

TPU是一種高分子彈性材料

　　TPU在生活上得到了廣泛的運用，同時隨著技術(shù)的更新，熱塑性彈性體種類得到全面發(fā)展(TPE，TPR,TPU,TPEE)等等，它在蘋果手表，平板電腦，成人用品等等產(chǎn)品中運用，TPU不斷代替了其他硅膠原料。那么TPU產(chǎn)品優(yōu)點有哪些？



　　1、TPU是一種高分子彈性材料，被稱為二十一世紀(jì)的新型環(huán)保材料。



　　2、TPU的特殊分子結(jié)構(gòu)決定了他具有優(yōu)良的物理特性，如：高彈性、耐磨性、高強度、強硬度、易延展性 和優(yōu)良的溫度適應(yīng)性。



　　3、TPU有出色的生物性、防水、透氣、耐油、耐水、耐霉菌。



　　4、耐溫性好，可在-60℃—200℃范圍內(nèi)長期保持彈性。



　　5、TPU優(yōu)良的物理性能決定了TPU鍵盤保護膜可以承受單鍵大于300萬次敲擊。



　　6、0.2mm超薄設(shè)計，只有普通硅膠膜巴斯夫TPU的厚度的1/2，決定了他擁有良好的手感。



　　7、優(yōu)良的物理特性決定了，TPU鍵盤保護膜的透明度，幾乎覺察不到鍵盤上的薄膜。