注射成型热塑性聚氨酯制件的取向形态演变和力学性能

相 宁，张晓雯，葛 勇，丁 尧，郑梦瑶，颜 悦

(1 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；2 北京市先进运载系统结构透明件工程技术研究中心, 北京100095)

热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethanes，TPU)弹性体是一种具有微相分离结构的嵌段共聚物，由二异氰酸酯构成了材料的硬段，由长链的多元醇构成了材料的软段，分别决定了材料的高温性能和低温性能[1-2]。TPU材料聚合单体种类丰富且软硬段比例调节范围大，使TPU材料具有优异的使用性能，在诸多领域中得到广泛的应用[3-5]。注射成型技术作为TPU的一种重要成型技术，其优势在于可以实现大曲率、大厚度及复杂结构制件的一体化成型。然而注射成型工艺参数会对TPU制件的微观结构产生影响，进而影响注射成型TPU制件的使用性能。

对于大多数结晶型聚合物而言，结晶形态的变化是改变力学性能的主要原因[6-7]，而对于非晶聚合物而言，成型过程中分子链的取向和非均匀冷却产生的应力集中是影响力学性能的主要因素[8-9]。Frick和Mikoszek[10]通过改变注射成型过程的熔体温度来研究温度场对芳香族聚氨酯材料的微观结构演变和力学性能的影响，实验结果表明，随着熔体温度的变化，晶体结构存在多样性，拉伸变形能力随着熔体温度的升高而提高。赵中国等[11]通过控制微注塑过程的注射速度研究了聚丙烯/聚酰胺6共混体系微观形态演变和力学性能的影响，发现随着注射速度的增加，能够促进PA6相取向形成纤维，而样品的拉伸强度随着注射速度的提高先提高后降低。……