
材料进化:热塑性聚氨酯在各种应用领域不断取代橡胶
耐用性、效率和可持续性:热塑性聚氨酯树立了新标杆
随着行业需求的发展,制造商正在寻找能够兼具技术性能、经济效益和减少环境足迹的解决方案。热塑性聚氨酯通过热塑性加工带来更高生产效率,同时保有橡胶般的弹性,这些优势相结合正好满足这些需求。成为面向工业和消费应用提供实用且面向未来的替代方案。
Desmopan® 热塑性聚氨酯相较橡胶的独特多功能性
热塑性聚氨酯 (TPU) 是由交替的硬链段和软链段构成的多相嵌段共聚物。这种结构可针对特定硬度、强度和弹性需求定制牌号。与橡胶不同,Desmopan® TPU无需复合 - 提供即用型性能的完整产品组合。
其独特结构兼具热固性橡胶的柔韧性和强度以及热塑性塑料的加工速度和可回收性。由此实现更优耐用性、更长使用寿命、更高效的制造和以循环性为设计驱动的解决方案。
经适当配制的热塑性聚氨酯可媲美甚至超越许多橡胶的性能,例如基于 NR、BR、SBR、NBR、EPDM、IIR、CR、AU/EU、CSM、ECO)。科思创可提供专业技术知识以评估您的橡胶应用能否成功替换为热塑性聚氨酯,包括特定材料的部件和模具设计。
在广泛的应用领域,热塑性聚氨酯已成为传统硫化橡胶极具吸引力的现代替代方案。橡胶替换的主要特性:
硬度范围 | 橡胶:30 - 90 邵氏 A 硬度 , TPU :60 邵氏 A 硬度- 85 邵氏 D 硬度;不含增塑剂
机械强度 | 橡胶:通常具有高抗拉强度和低伸长率, TPU:兼具高拉伸强度和高伸长率
耐磨性 | 橡胶:中等至较高(取决于配方), TPU:非常高
设计自由度 | 橡胶:较低,TPU:较高, 支持轻量化设计、复杂几何结构、功能集成
加工工艺 | 橡胶:多步骤工艺、能源密集型、周期长, TPU:热塑性工艺、高生产率、高自动化程度
可回收性 | 橡胶:不可回收,仅限橡胶碎屑回收, TPU:完全可回收,具有循环性
可持续性 | 橡胶:由于磨损较高,产品寿命较短, TPU:产品寿命较长(鞋类外底);减少维护周期(如采矿筛)
健康性 | 橡胶:存在典型气味 ,TPU:低挥发性有机化合物;无味
热塑性聚氨酯具有橡胶般的弹性、增强耐磨性和高效的热塑性加工特性。这种特性使其成为各类要求严苛的工业和消费应用中可靠且经济高效的选择
如果考虑所有成本因素,热塑性聚氨酯将更早达到盈亏平衡
制造工艺对比:热塑性聚氨酯可以像其他热塑性材料一样通过标准注塑、挤出或吹塑设备进行加工。与橡胶不同,其减少了人工操作,降低废料产生,并简化工艺阶段(例如复合和硫化)。这种简化的热塑性工艺可缩短周期时间、降低能耗并减少占地面积需求。因此,综合考虑吞吐量、自动化程度、功能集成和生产率提高等因素,热塑性聚氨酯通常能更快实现盈亏平衡。
热塑性聚氨酯支持在组件内部实现高度功能集成
热塑性聚氨酯可以实现许多传统橡胶工艺可能难以企及的设计和组装效率水平。通过与刚性聚合物共注塑成型或包覆成型金属部件,可轻松生产出具有高度功能集成性的多组分部件。
相比之下,橡胶通常需要使用紧固件或粘合剂进行额外的组装步骤。这种在单一生产步骤中集成软硬材料的能力不仅降低了组装成本,提高了可靠性,还为先进的多功能复合材料开辟了新的机遇。

当下与未来的成功替代方案
热塑性聚氨酯已开始在多行业中全面取代橡胶,尤其适用于对成本、可扩展性和耐用性要求严苛的场景:
- 工业制造:软管、轮子和脚轮、设备脚垫、电缆、密封件、扶手、减震器、传送带和滚轮。
- 采矿业:严重磨损部件,如软管、筛板、轮子和滚轮、耐磨衬里、传送带、泵和旋流器衬里。
- 消费品:鞋外底、中底和体育用品。
- 交通:铁路和汽车应用中的减震组件和缓冲垫。

关键词
- 提高生产率: 周期时间短、无需硫化、生产成本低、盈亏平衡点低
- 耐用性: 高耐磨性和耐化学性、弹性佳、使用寿命长
- 设计灵活性: 硬度范围广、轻质、共模成型
- 可回收性: 支持循环和可持续解决方案,实现废料再利用