TPU材料注塑工艺有哪一些？

热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量（1000~6000）的聚酯或聚醚，B为含2~12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起，恢复原有固体的性能。典型的TPU如氨纶等。
热塑性聚氨酯（TPU）最适宜的加工手段莫过于注塑成型。TPU注塑成型时，干燥预热后的TPU粒料从注塑机料斗输送进加热的料筒，呈熔融状态时，经螺杆（或柱塞）的推进作用及料筒前端的喷嘴注射进入温度相对较低的闭合模具中，充满模腔，并在受压下冷却固化，脱模后获得与模型型腔相同TPU产品。
1、螺杆
TPU注塑使用通用三段螺杆能很好地塑化均匀的熔融物。如果需要高的塑化能力（生产量），可以使用较长的螺杆。
短压缩段螺杆由于高剪切力而不适用TPU。TPU塑化需要高的能量，要求螺杆有高的扭矩驱动。扭矩不足会导致螺杆转速的波动和塑化的不均匀。在限度之内，较高的料筒温度会产生良好结果，尽管会有材料过热的危险。
射嘴和法兰的通路应设计成没有死角，使材料没有残留。料筒和射嘴的加热系统的精确温度控制很重要。确保材料在料筒中均匀受热。熔融的 TPU 是既无腐蚀性也无磨损型，基于这些理由，螺杆不需任何特殊合金钢或加强镀层。
2、TPU材料的注塑工艺
2.1料筒温度
TPU 应在 190 到 220°C 之间的熔融温度下加工。对于一些硬的级别熔融温度可能会提高到 240°C 。图 2.1所示为不同邵氏硬度下对料筒和射嘴加热设定的指导值。
2.2模具温度
模具温度的主要影响产品表面质量和脱模行为，也影响最终结构的收缩和内应力（受冷时）。正常模具温度应用20-40℃。但用一些改良的TPU级别和使用玻纤填充加强TPU，模具温度应提高到60℃以确保最佳的表面质量。对于厚壁产品冷却，降低大约5℃能减少循环周期时间。
2.3塑化
对于塑化速度应选择圆周速率不超过0.3m/s。下图所示为不同螺杆直径下最大速度。
实际经验是利用料筒30%-75%的能力是最佳的。如果料筒能力对应注射量非常低，则熔融物在塑化单元停留太长的时间，会导致熔融料热分解。
2.4注射压力，保压压力，背压，注射速度
注射速度主要基于壁厚。通常对于厚壁产品的模具需要慢的填充，而薄壁产品需要快的填充。注射速度除了壁厚和模穴类型，模具排气也十分重要，其有助于防止困气导致的所谓“烧痕”。
注射压力/保压压力过大会影响产品脱模。过低地保持压力产生凹痕。用比注射压力低的保持压力，一般保持压力可以是注射压力的50%是适当的。
2.5循环时间
决定循环时间的是产品的形状、壁厚、模具的冷却和材料本身。下图所示为壁厚对注射循环周期的影响，把 TPU量化为三个级别：硬的、中等的、软的。
3、注塑工艺调整要点
3.1加工温度的控制对产品的最终尺寸、外形及变形具有至关重要的影响。加工温度要随TPU的牌号、模具设计的具体情况而定。总的趋势是要想获得小的缩水，需要提高加工温度。
3.2慢速与较长时间的保压会导致分子定向，可能获得较小的产品尺寸，但产品变形较大并且横向与纵向收缩差异大。大的保压压力还会导致产品在模内过压缩，当产品脱模后尺寸比模腔的尺寸还要大的现象。
3.3注塑速度、保压转换的位置要设置准确。
3.4注塑机机型的选择要合适。小尺寸的注塑产品要尽可能地选择机型小的注塑机，以便增大注塑行程、便于进行位置控制，合理地进行注塑速度、压力的转换设置。
3.5当TPU含水率超过0.2%时，不但影响产品外观而且机械性能明显变坏，注塑出的产品弹性差、强度低。因此在注塑前应在80℃/110℃的温度下干燥2/3小时。
3.6注塑机料筒的要清理干净，极少的其它原料的混入都会导致产品的机械强度的降低。用ABS、PMMA、PE清洗过的料筒最好在注塑前用TPU水口料再清洗一次，用TPU水口料清除料筒中的残余物料。料斗清理时要特别注意料斗与注塑机机座连接部分残留的其它原料，这是绝大多数技术工作者生产中容易忽略的地方。
3.7脱模
脱模可以使用脱模剂。硅烷基脱模剂效果良好。无硅烷脱模剂也可以，但必须频繁使用。
3.8废料（粉碎料）使用
废品、浇口，不合格品等制成的粉碎料，如果清洁和干燥可以制成颗粒再生利用。对于注塑，在纯料中小于30%的粉碎料不会影响产品的性能。如果自己粉碎材料，成型产品必须按要求进行测试看是否满足性能要求。

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