热塑型聚氨酯颗粒(tpu)不仅具有交联性聚氨酯的高强度、高耐磨等橡胶特性，而且具备线性高分子材料的热塑性能，从而使其应用得以扩展到塑料领域。尤其是近几十年，tpu已经成为发展最快的高分子材料之一。
tpu薄膜是tpu材料的一种重要应用形式，近年来随着高科技的发展和进步也得到了越来越广泛的应用。但是由于它的加工难度大且产品不稳定等因素，所以中国内地还没有厂家能进行较好的批量生产。
1 tpu薄膜的生产和应用现状
1.1 tpu薄膜的生产情况分析
tpu材料的生产主要分布在美国、西欧、日本，中国的台湾地区也占有一定的比例。国际上代表性的有bayer公司、dow 公司、mobay公司、dupont公司等，其中我国的台湾地区也有一些较有影响的tpu 生产商如三晃化工、高鼎化工、日胜化工、dingzing化学等。tpu薄膜是tpu的一种重要应用，也是tpu 的一个最具潜力的市场。它的主要生产厂商有德国bayer、台湾的dingzing化学、韩国进兴化学等，其中dingzing公司在业界做得尤为出色。
但是由于一方面tpu薄膜产品在生产过程中具有十分不稳定的特性，开发和检测需要很先进的技术和设备;另一方面由于其他材料的竞争，经济要素也使得tpu薄膜的生产必须向更高效发展，可重复生产出高质量的tpu薄膜以减少成本，同时还要求tpu薄膜的品种更加广泛，厚度能更薄、更厚，引入更好的高科技来增强其物性，从而获得更高的附加值。以上的两个方面已经成为制约我国国内tpu 厂商发展的瓶颈。
1.2 tpu薄膜的应用现状
由于tpu具有高强度、耐磨、弹性佳、耐候的特点，使得tpu薄膜广泛用于汽车工业、鞋材、服装贴合、成衣、化工、电子、医疗等领域。由于很多国家越来越重视环保，尤其自从欧盟禁止鞋材等材料使用pvc以来，人们试图寻找其它合适的材料来替代。
由于tpu的环保无毒和易于回收及分解，tpu薄膜成了鞋材上pvc材料的最好替代品，而且可以使用pvc的地方，就可以用tpu来代替。作为进入欧美市场的通行证，sgs、astm、jis、fda等国际知名测试机构的检验报告也是十分重要的。
比如著名薄膜品牌dingzing film早就通过了这些认证，其薄膜品质稳定、无毒、无污染、不含八大重金属危害且可焚化、分解，这使得这个品牌在世界上得到广泛认可。
tpu薄膜分为聚酯、聚醚两大类，其中聚酯类产品具有较好的耐热性以及耐化学药品性，广泛用在取代pvc制品的用途上。聚醚类则具有较佳的耐低温性、耐水解性以及防霉抗菌性，广泛用在与水接触的相关制品上。
tpu薄膜的应用领域大致有以下几个方面：
(1)用于纺织品上的防水透湿tpu薄膜 高科技的亲水基的引入使得tpu薄膜除了具有高防水性外更具有极佳的透湿性。这种材料上的突破再配合纺织的贴合加工技术，大大的提高了纺织品的附加值，具有代表性的就是dingzing公司的dintex品牌和德国的goretex品牌。作为新颖、实用的布料而倍受消费者欢迎。
(2)用于防紫外线照射的不黄变系列tpu薄膜。
(3)用于粘合作用的热熔胶膜tpu薄膜。
(4)用于鞋材上的tpu薄膜 良好的可印刷性和易加工性使得tpu 成为球鞋、休闲鞋、凉鞋等专用的鞋材薄膜。比如国际知名运动鞋品牌如nike、reebok、converse、adidas等及国内的知名品牌如安踏、李宁、特步、鸿星尔克等都是tpu 薄膜的忠实使用者。另外，tpu薄膜也是一些立体商标的最佳选择。
(5)吹气制品上的tpu薄膜 值得指出的是，由于合成tpu时原料的比例和反应时的温度不易控制，加上tpu 本身的不稳定导致其厚度不好控制，所以生产商通常不以薄膜的面积作为销售的尺度。实际销售中往往是以公斤作为销售的尺度，只有这样做才能真实反应材料量的价值。而需要使用薄膜的企业往往只考虑用多长、多宽的材料。所以，tpu薄膜的长度(码)及重量(公斤)经常需要被转换 tpu薄膜的市场价大约是rmb70元/kg，它的价格随着石油和其合成原料的增减而作相应的变动。
2 tpu薄膜的研究
2.1 tpu薄膜的原料研究
工艺过程：将三种原料在各自的贮罐中加热，温度分别取90℃ 、70℃、40℃ ，用计量泵分别打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀，注在输送带上，通过烘道的tpu液体已经固化成板片;再将板片破碎或切粒，送到挤出机上于132℃挤出二次造粒。
2.2 加工性研究
tpu薄膜的开发与tpu材料的加工方法密切相关，同时也对原料的性能提出了一些新的要求。由于国内的tpu料粒难以满足加工要求，所以即使国内厂家能生产，也大都是从国外进口tpu 料粒。
tpu 薄膜的主要加工方法有吹塑、流延、t形挤出法和压延等方法。其最终产品一般不需要进行硫化交联反应，可以缩短生产周期，废弃物料能够回收重新加以利用。tpu薄膜可以广泛使用助剂和填料，以便改善某些物理性能、加工性，或是降低成本。
加工应注意事项：
① 保证物料在干燥器内滞留4 h，因为tpu原料容易吸湿;
②物料的粘度对温度及其变化很敏感，要注意控制反应时的温度和模头的局部温度控制;
③就厚度而言，大量生产的薄膜其厚度分布相当差，所以应针对所使用的加工方法在生产过程中准确地测量tpu薄膜的厚度，从而达到较好控制薄膜厚度的目的;
④模具的结构设计要保证物料的顺利通过，不允许物料的滞留;
⑤ 由于tpu材料的特性，加工设备传动功率要比一些通用塑料加工的传动功率大1.5～2.0倍。
吹塑薄膜是生产量不大的较新的工艺，加工前应对材料进行干燥 tpu干燥温度的范围是82～121℃。
严格的说tpu薄膜是不能含有可塑剂(plas—ticizer)的，因为可塑剂本身就是一种有毒化学物质。但是由于技术和设备的原因，很多公司不得不使用它来降低料粒粘度、降低硬度和降低分子量从而达到容易加工的目的，而这样的坏处是会使tpu薄膜产生脆化、异味和吐油(migration)问题，从而严重影响薄膜的物性和环保性。
目前世界上tpu 薄膜的最薄厚度是10 um，日本的mirac -trantpu能够达到几十um，而dingzing的tpu薄膜则可以做到12 um，优于韩国、日本和美国的tpu薄膜生产商。tpu薄膜产品非常适合热压、高周波加工、车缝或以接着剂等加工方式结合，也适合油墨印刷、真空或高周波压制成立体效果。
2.3 tpu薄膜的性能研究
tpu薄膜的性能主要从撕裂性能、耐磨性能、耐曲挠性、耐水性、耐黄变性、低温性、耐热耐氧化性、防霉抗菌性、耐油性、气体扩散性和生物医学性等方面进行研究。实验证明，与其它常规塑料材料薄膜相比，tpu薄膜在这些方面的性能都是优越的。
2.4 tpu薄膜的检测
目前来说，国际上大量生产的tpu薄膜其厚度误差仍然很大，这种情况下，如果想要赢得市场的更多份额，尖端的生产线并配以好的测量和控制技术是必须的。tpu薄膜的检测有两个目的，第一是检测破洞和废品;第二是通过检测来控制tpu薄膜的厚度。薄膜的厚度分布情况用一厚度测量仪围绕着膜泡上下、左右移动进行测量。
还有一些传感元件和电容传感元件也正在进入薄膜的测量市场。目前世界上tpu薄膜检测的情况是，大部分生产厂家一卷tpu薄膜上会出现7～10个小破洞。只有极少数厂家可以做到一卷只有1～2个，有时甚至零个小破洞。
由于tpu薄膜的原料比例、反应温度不好控制，所以造成很多顾客对于tpu薄膜产品误差的不满和抱怨。现场经验是：即使同一天，同一台机器，生产出来的同一规格的产品有时也会有很大的差异。所以对于想做强、做大的tpu厂商来说，要在生产技术和测量设备上加大投入。只有这样才能造就质量过关、顾客满意的产品。但是先进的tpu薄膜检测设备往往是非常昂贵的，所以对于很多中小tpu薄膜生产商来说，控制薄膜的厚度和废品率是个头疼的问题。
对于客户购买tpu薄膜过程中的检验，应注意的问题是观测tpu薄膜的表面效果时不能剪一小块去观察，而应用一大卷作为样本，那样才能观察出一些细节性的效果和差异。目前，没有水波纹，没有颗粒，十分平直的tpu薄膜最适宜于做服装和鞋子上的logo。为了保护tpu薄膜并让它保持较好的光洁度，常常使用pe、pet或者离型纸作为保护膜。所以实际看到的tpu薄膜往往是两层的，使用时把保护膜揭掉即可。
4 tpu薄膜的展望
tpu薄膜是一种绿色材料，由于其优良的性能和环保性，使之正得到越来越广泛的应用，所以它具有极好的市场前景。
可印刷性使得tpu薄膜在鞋材上将继续保持快速增长;汽车也是tpu薄膜和tpu应用增长的一个巨大市场;吹气也已经开始在国内的南方城市实现高速增长;防水透湿膜是一个巨大的市场，但是由于要和布料贴合，如果技术不过关，会把布料也损坏，所以对tpu薄膜质量要求很高，相信随着科技的发展，这个行业会得到更加深入地发展;在生物医学性能方面，tpu薄膜无毒、无过敏性反应、无局部刺激性，可以广泛应用于医疗和卫生等相关产品上;在建筑行业，作为房顶内衬材料的薄膜层压板，预测可能成为很大的一个行业;用于暖房来代替使用寿命较短的聚乙烯薄膜也具有很好的前景。
另外，据nike公司研发人员反映，由于在tpu薄膜上进行网版印刷会增加很多工作时间和加工工序，所以为了节省人力、财力和物力，鞋厂希望tpu薄膜企业能够提供他们所期望的任意色彩的tpu薄膜，这些都是企业应该努力的方向。
总之，随着市场竞争的激烈，质优、价格适中的tpu薄膜才能主导国际的tpu薄膜市场。所以国际上的tpu薄膜生产商应该在技术上狠下功夫，开发新的品种、不断创新，把tpu薄膜这种绿色材料的市场做的更大、更好。
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