摘要：為了拓寬應用范圍，可以在TPU合成過程中進行改性操作以改善其性能缺陷，改性已成為TPU的主要發展趨勢。本文介紹了TPU的改性方法，分析了改性TPU在汽車領域的應用前景。

TPU(聚氨酯熱塑性彈性體)，又被稱為聚氨酯橡膠，是一種由二異氰酸酯與二羥基或者多羥基化合物加聚后制得的分子鏈中含有較多氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)的彈性聚合物材料。TPU材料硬度范圍廣、機械強度高、耐油性好、抗沖擊性好、耐磨性好，因此被廣泛應用于管材、鞋材、薄膜、線纜護套、手機套、合成革、汽車配件、滾輪、紡織涂層、膠粘劑、動物標簽等。

TPU具有多種優良性能，但由于結構原因，也有很多缺陷，如耐熱性差、耐壓縮性差、耐候性差、加工過程中易粘模具等。不同的應用領域對TPU的性能具有不同的要求，因此在生產及應用過程中需要對TPU進行改性以滿足不同領域的性能要求。

TPU的改性方法簡介

TPU的加工可采用注塑、吹塑、擠出、壓延等多種成型方式，而成型性主要受聚合物的流動性影響，熔融溫度(tm)、玻璃化轉變溫度(Tg)、結晶性和分子量等都是影響流動性的重要因素，因此TPU生產過程的第一步是先提高其流動性。

1. 改進流動性

改進流動性的方法包括加入催化劑、鏈終止劑、潤滑劑或者是與其他熱塑性材料共混等：加入催化劑：合成TPU的過程中加入催化劑，可以加快反應速度且能降低結晶性，還可使熔體的流動性得到改善;加入鏈終止劑可以控制TPU的分子量，降低其凝膠含量和熔融粘度;加入潤滑劑可以降低剪切生熱，增加擠出速率和降低粘連，降低轉矩和物料壓力，不粘輥且宜脫模，熔體的加工性和流通性從而得到改善;將TPU與PVC(聚氯乙烯)、POM(聚甲醛)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)和丁腈橡膠等熱塑性塑料共混，能夠改善加工性和流動性，操作過程簡單經濟。

2. 改進耐候性

改進耐候性的方法主要有添加抗氧劑和光穩定劑，抗氧劑能夠防止加工過程中聚合物發生熱氧化降解;光穩定劑能夠吸收或者屏蔽紫外線的能量，減緩或者排除掉聚合物的光化學反應，從而延遲或阻止材料的光老化過程，延長產品的使用壽命。

3. 改進阻燃性

TPU具有易燃性，作為電纜護套材料如直接應用容易引起火災，需添加阻燃劑以提高其阻燃性能。阻燃劑包括有機阻燃劑和無機阻燃劑兩種，有機阻燃劑一般含有鹵、磷等元素，如TCPP、TCEP或者DMPP等;無機阻燃劑多含有鋅、鋁、硼、銻等元素，如氧化鋅、水和氧化鋁、氫氧化鋁、硼酸鹽等。TPU改性一般用無鹵阻燃劑。

4. 改進耐水性

TPU加工過程中主要通過改變聚酯結構和添加水解穩定劑來改進耐水性。改變聚酯結構包括增加聚酯碳鏈的長度、引入聚醚機構、以己二酸和苯甲二酸為原料合成、控制合成時的酸值在0.1以下等;水穩定劑一般為碳化二亞胺類化合物。

TPU經過改性復合能夠明顯提升材料性能，應用領域更加廣泛，是TPU發展的主要方向之一。

改性TPU在汽車領域的具體應用

TPU可通過復合改性制成TPU/PC塑料合金、TPU/PP塑料合金、TPU/PA6塑料合金、TPU/PVC塑料合金、TPU長纖維復合材料等(見表1)，用于汽車儀表盤、地板、內外飾、前端和車門、保險杠、車身底部護件等部位。在汽車輕量化設計方面TPU也具有較強的競爭優勢，未來TPU在汽車部件領域用范圍將逐步擴大，是值得汽車生產企業關注的投資方向。

表1 改性TPU在汽車領域的應用形式

(資料來源：公開資料整理)

汽車輕量化發展趨勢將給TPU帶來新機遇

近幾年汽車工業持續發展并進入輕量化時代，塑料及其復合材料成為了最重要的汽車輕量化材料之一，他們能減輕汽車約40%重量，還能夠降低約40%的成本。而且人們的環保意識也在逐漸加強，尋找節能環保且能夠提高汽車安全性的新材料成為汽車工業的重要研究方向之一，TPU是一種環保型高分子材料，以其所具有的優異的耐熱性、耐油性、抗沖擊性、可防噪音等特點，受到了汽車行業的廣泛關注，占據著汽車用塑料市場最大的市場份額。

全球來看，歐美地區的TPU產業起步早，技術相對較為成熟，產品廣泛的應用于高端領域，目前在汽車上的應用占比已達到16%。國內汽車產量增速明顯高于全球水平，但單車TPU用量遠低于發達國家，TPU在汽車上的應用發展空間較大，尤其是新能源汽車這兩年保持快速發展，拉動了汽車輕量化材料的消費需求，給TPU材料帶來新的發展機遇。

結語

TPU材料具有一些性能缺陷，為了滿足不同領域的性能要求，在TPU生產過程中需對其進行改性，改進方法主要有加入添加劑和與其他材料共混;TPU經過改性復合可以用于汽車配件制造，是重要的汽車輕量化材料，汽車輕量化發展趨勢給TPU帶來新的機遇。