薄膜级TPU晶点问题解决方法
一、TPU薄膜成型方法
TPU可采用挤出、注射、吹塑、压延、熔融纺丝等方法加工成不同用途的产品,在诸多领域得到广泛应用。
TPU薄膜是由TPU粒子经挤出加工成型的,主要有吹塑、流延、压延或压光片材成型、挤出涂覆4种加工成型方式:
吹塑TPU薄膜可用于鞋材、防水透湿服装面料、医疗和国防用品、武器包装、帐篷、运动休闲器材、卫生巾、玩具、民用日用品包装等领域,应用
流延TPU 薄膜可用于鞋材、防水透湿服装面料、武器包装、帐篷、运动服装、日用品等领域;
压延或压光主要应用于生产TPU 片材产品,用于生产透明肩带、医学包装材料、防弹玻璃夹层膜、传送带、内饰材料、衬垫等产品;
挤出涂覆一般用于生产复合面料,将TPU 与无纺布、工业布、服装布一次涂覆成型,可用于服装面料、商标、手套等。
二、TPU晶点产生的原因
TPU 除了要求合适的结晶速度、熔体粘度外,还有一个重要的要求是对制品晶点的控制。
吹塑工艺由于制品厚度薄,通常在0.1 mm 以内,更薄的薄膜对晶点要求更高。
晶点产生的原因除了薄膜挤出加工和吹塑加工工艺的影响外,更重要的是TPU合成制造过程中由于原料品质、工艺方法、机器结构、人员控制以及环境等因素的影响:
一是物理杂质
二是化学过度聚合物
三、TPU晶点的影响因素和解决办法
本文就TPU对晶点的影响因素和解决办法,从原料品质、工艺方法、机器设备这3方面简要阐述了合成制造和加工过程中薄膜级TPU晶点的影响因素和解决办法。总体上可见图1 的“鱼骨图分析法”。
1. 原料品质
TPU一般是由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及小分子二醇扩链剂反应而成。由聚酯二醇或聚醚二醇与二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯( MDI) 和扩链剂1,4-丁二醇( BDO)合成TPU时,在一定的温度、微量水分或微量金属杂质或其他杂质存在下,可能产生脲、脲基甲酸酯及缩二脲等交联键的副反应。
因此应严格要求原料品质标准,与TPU制品晶点相关的部分原料标准见表1。
助剂的影响也不可忽视,如果是添加在聚酯或聚醚多元醇内的助剂,需要考量其与聚酯或聚醚多元醇的完全相溶性或熔点。
所有助剂都要考量其耐高温性和分解温度,要求在TPU 加工温度高达200 ~ 220 ℃条件下不会分解碳化而形成杂质晶点。
2. 工艺方法
在TPU合成生产过程中,制程控制对产品稳定性和制品晶点尤为重要,主要包括对原料流量稳定性的控制、熔融指数( MI 值) 现场检测控制、原料反应活性控制等等,此为事前控制。事后控制就是TPU加工方法,包括设备内部的清理、加工温度和螺杆速度的调节、滤网目数、润滑效果等控制点,有的需要另外添加润滑剂以改善表面效果和流动性。