TPU的熔融流动性能优化

在加工过程中，注射成型的TPU主要受到剪切力的作用。首先需要在特定温度下将其熔化，并在一定压力下注入模具内快速冷却定型。

相比之下，适用于挤出成型的TPU对加工性能的要求与注射成型的TPU大相径庭。它们需在较小的剪切力作用下形成均匀无缺陷的熔体，以确保最终产品（特别是吹塑薄膜和挤出软管）表面平整无瑕疵。由于TPU的熔融范围较窄且熔体粘度较高、流动性较差，这就要求合成得到的TPU必须具有恒定的粘度和形态结构。

决定TPU成型性的关键因素之一是聚合物的流动性，影响TPU流动性的因素众多，包括玻璃化转变温度（Tg）、熔融温度（Tm）、分子量以及结晶性等。为了改善TPU的流动性，可以从这些方面入手，采取的主要方法如下：

1. 添加催化剂

在间歇式生产工艺中，由于混合效率不高，高效催化剂可能会导致反应物料出现局部过热现象（即“热点”），使产品的反应不均一，增加加工难度。

而在采用双螺杆连续化工艺生产TPU时，因其反应器内部存在高效的啮合混合作用区（Mix zone），使用高效催化剂可以将反应时间从间歇法的数小时显著缩短至几分钟，显著提高生产效率。催化剂不仅可以加速反应过程，还能影响TPU的形态结构，如降低其结晶性，从而改善熔体流动性。然而，当催化剂添加量过高时，则可能对TPU的加工性产生负面影响，使得制成的膜稳定性下降、均匀性变差。

因此，选择合适的催化剂及控制其加入量至关重要。

（1）确保反应混合物进入Mix zone之前未发生明显的反应；
  
（2）确保反应物料离开Mix zone时基本完成反应；
  
（3）设定Mix zone内的平均停留时间为6-50秒为宜。

此外，由于在Mix zone内的反应为放热反应，应配置冷却装置以维持温度在200-250℃范围内，并严格调控双螺杆反应器各段温度，确保反应器内各点粘度相对恒定。

常用的催化剂有钛酸酯类、有机锡类和叔胺类，其中最常用的是二月桂酸二丁基锡。催化剂的添加量还需根据原材料活性进行实验确定，通常控制在多元醇质量的1-1000ppm范围内。