耐寒TPU的加工成型

耐寒 TPU（热塑性聚氨酯）的加工成型继承了普通 TPU 的热塑性加工特性，同时因配方中耐寒改性成分（如特殊软段结构、增塑剂或抗冻剂）的存在，需在加工参数上进行针对性调整。以下是其加工成型的关键特性、常用工艺及注意事项：

一、加工成型的核心特性

• 热塑性可塑性：在加热到特定温度（通常 160-220℃）时会软化熔融，可通过注塑、挤出等工艺成型，冷却后固化为稳定形态，且可重复加工（回收料可部分回用）。

• 熔体流动性适中：耐寒 TPU 的熔体粘度受温度和剪切速率影响较大，通过调整加工温度和设备转速可控制流动性，适配不同复杂度的制品（如精密密封件或大型板材）。

• 对水分敏感：与普通 TPU 类似，材料吸水后在高温加工时易发生水解，导致分子量下降、性能劣化（如出现气泡、开裂），因此预干燥是关键前提。

二、常用加工工艺及参数

1. 注塑成型（适用于小型精密制品，如密封件、配件）

• 预干燥：温度 80-100℃，时间 4-6 小时，含水量需控制在 0.05% 以下（否则制品易出现银纹、气泡）。

• 加工温度：

• 料筒前段：160-180℃

• 料筒中段：180-200℃

• 料筒后段：170-190℃

• 喷嘴温度：180-210℃（避免温度过高导致材料降解）

• 模具温度：20-40℃（低温模具可加快冷却定型，减少收缩，但需避免温差过大导致制品内应力）。

• 注射参数：注射压力 50-100MPa，保压压力 30-60MPa，注射速度适中（过快易产生剪切过热，过慢易填充不足）。

2. 挤出成型（适用于管材、板材、线缆护套等）

• 预干燥：同注塑工艺，确保水分含量达标。

• 挤出温度：

• 喂料段：140-160℃

• 压缩段：170-190℃

• 均化段：180-200℃

• 机头 / 模具：190-210℃

• 螺杆参数：推荐使用渐变型螺杆，长径比（L/D）20-25:1，压缩比 3-4:1，确保熔体混合均匀。

• 牵引与冷却：挤出后的制品需通过水冷却（水温 20-30℃）或风冷却定型，牵引速度需与挤出速度匹配，避免过度拉伸导致制品变形。

3. 吹塑成型（适用于中空制品，如低温软管、容器）

• 工艺特点：通过挤出机将熔体挤成管状坯料，再用压缩空气吹胀并贴合模具冷却成型。

• 关键参数：坯料温度需略高于挤出成型（200-220℃，保证流动性），吹塑压力 0.3-0.6MPa，模具温度 30-50℃，确保制品壁厚均匀。

4. 压延成型（适用于薄膜、片材，如防寒面料复合层）

• 加工温度：辊筒温度控制在 150-180℃，通过调整辊筒转速和间距控制厚度。

• 注意事项：需避免材料在辊筒上停留时间过长导致氧化变色，冷却辊温度需逐步降低（如从 80℃降至 40℃），减少内应力。

三、加工注意事项

1. 水分控制：
   耐寒 TPU 吸湿性较强，未干燥或干燥不充分会导致加工中出现气泡、表面不光洁，甚至力学性能下降。建议使用热风循环干燥机，干燥后立即加工，避免二次吸湿。

2. 温度控制：

• 温度过高（超过 230℃）会导致材料热降解，表现为熔体变色、制品力学性能（如弹性、强度）下降；

• 温度过低则熔体流动性差，易出现填充不足、熔接痕明显等问题。需根据具体牌号（如硬度不同）微调温度。

3. 剪切应力控制：
   螺杆转速过高会产生过大剪切热，导致局部温度过高，尤其对于含耐寒增塑剂的型号，可能引发增塑剂迁移或挥发，影响制品耐寒性。建议转速控制在 30-100rpm（依设备规格调整）。

4. 模具设计：
   制品需避免尖角或过薄的截面，否则冷却时易因应力集中导致开裂（尤其低温环境下使用的制品）；对于密封圈等需高精度的产品，模具公差需匹配材料收缩率（耐寒 TPU 收缩率通常 1-3%）。

5. 后处理：
   成型后的制品可通过低温退火（如在 0℃环境中放置 24 小时）减少内应力，避免后续使用中因应力释放导致变形或开裂。

四、加工设备适应性

耐寒 TPU 可使用普通 TPU 的加工设备（注塑机、挤出机等），无需专用设备，但建议：

• 设备螺杆、料筒内壁需镀铬或氮化处理，减少磨损（耐寒 TPU 中的某些改性成分可能增加耐磨性）；

• 注射机止逆环需密封良好，防止熔体回流导致压力不稳定。

总结

耐寒 TPU 的加工成型以热塑性工艺为基础，核心是通过严格的水分控制、合理的温度与剪切参数，避免材料降解或性能受损。其加工难度与普通 TPU 接近，但需针对耐寒配方特性微调参数，以确保制品在低温下的柔韧性、弹性等核心性能得到保留。