如何降低熱塑性聚氨酯內應力？

降低熱塑性聚氨酯（TPU）的內應力是一個非常重要的課題，因為它直接影響到制品的尺寸穩定性、耐蠕變性、耐環境應力開裂性，以及是否容易出現翹曲、裂紋等問題。TPU的內應力主要來源于加工過程中被“凍結”下來的取向應力和體積收縮應力。

降低熱塑性聚氨酯內應力的核心措施是優化加工條件（如溫度、壓力、冷卻速率）并輔以后續熱處理工藝?。

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優化加工工藝參數

• 控制溫度：提高料筒均化段溫度（需在 TPU 熱分解溫度以下），確保熔體充分塑化，減少分子鏈團聚；模具采用梯度控溫，避免局部冷卻過快導致的收縮應力，通常模具溫度比 TPU 玻璃化溫度高 10-20℃。

• 調整壓力與速度：降低注塑 / 擠出的保壓壓力和保壓時間，避免過度壓縮導致分子鏈強行取向；減緩充模速度，減少熔體流動過程中的剪切應力，尤其對高硬度 TPU 效果更明顯。

2. 改進材料配方

• 添加增塑劑 / 柔性單體：在 TPU 合成或加工時，加入與硬段 / 軟段相容性好的增塑劑（如己二酸酯類），或引入聚醚型軟段（比聚酯型更易松弛），提升分子鏈柔韌性，減少應力聚集。

• 引入無機填料：添加表面改性的納米級填料（如硅烷處理的二氧化硅），通過填料與 TPU 分子鏈的弱相互作用，分散局部應力，同時避免因填料團聚產生新的應力點。

3. 加強后處理工藝

• 退火處理：將成型后的 TPU 制品放入烘箱，在 80-120℃（根據 TPU 硬度調整）下保溫 1-3 小時，緩慢冷卻至室溫，讓分子鏈充分松弛，釋放取向應力和收縮應力。

• 拉伸定型：對薄膜、管材等型材，成型后進行適度拉伸（拉伸比 5%-15%）并低溫定型，引導分子鏈重新排列，減少內部應力不均，尤其適用于需要后續加工的 TPU 制品。

1. 模具溫度：提升模具溫度可以降低內應力。加工PC時模具溫度可以控制在80～110度之間，高則內應力小。

2. 加工溫度：提高加工溫度可以降低內應力。加工PC時加工溫度可以控制在260～330度之間，高則內應力小。

3. 射出壓力：PC料的黏度高，似乎需要很高的壓力，但高壓力會大大增加內應力，這里用高壓力不妥。這個案例中的壓力宜在800～1200公斤之間。

4. 射出速度：高射速會增加內應力的存在，低內應力的場合中射出速度不宜很高。在此案例中，射出速度宜在50～70%，對于普通的注塑機來說也就是45～60mm/秒。

降低 TPU 內應力需以 **“減少應力產生” 和 “促進應力釋放”** 為核心，采取 “加工 - 材料 - 后處理” 三位一體的策略。優先通過優化成型工藝（溫度、壓力、冷卻）減少加工過程中分子鏈的強制取向；其次可結合材料配方調整，提升材料本身的應力松弛能力；最終通過退火、水煮等后處理工藝，消除已成型制品中凍結的內應力。三者結合可 降低內應力，減少制品翹曲、開裂等缺陷。

降低熱塑性聚氨酯（TPU）內應力需從加工和后處理入手，核心是緩解分子鏈取向與收縮不均。

1. 優化加工工藝

• 適當提高模具溫度，減少熔體與模具溫差，避免快速冷卻導致的應力集中。

• 降低注射壓力和保壓壓力，減少分子鏈在成型中被強行擠壓產生的內應力。

2. 加強后處理

對成型后的 TPU 制品進行退火處理，在 80-120℃下保溫 1-3 小時，讓分子鏈充分松弛，釋放內應力。

3. 調整配方

少量添加相容的柔性增塑劑或低分子量 TPU，改善熔體流動性，減少加工過程中產生的應力。

降低熱塑性聚氨酯（TPU）內應力可從加工與改性兩方面著手：

1. 優化成型工藝：降低冷卻速率，采用階梯式降溫（如模具梯度控溫），延長保壓時間（5-10 秒），減少分子鏈凍結應力；

2. 退火處理：制品成型后在 80-120℃下退火 1-3 小時，促進分子鏈松弛重排，釋放內應力；

3. 調整配方：引入少量低分子量聚醚多元醇或酯類增塑劑，增加鏈段流動性；與柔性聚烯烴共混（如 POE），通過界面緩沖分散應力；

4. 控制分子量：適當降低 TPU 分子量，減少分子間纏結，同時***基本力學性能。

降低熱塑性聚氨酯（TPU）內應力的關鍵在于優化材料選擇、加工工藝及后處理方式。以下是具體措施： 材料與配方優化 ?選用耐溫性TPU材料?：根據產品需求選擇結晶性或非結晶性材料，并確保其玻璃化轉變溫度（Tg）高于使用溫度。 ? ?調整配方?：添加成核劑促進結晶細化，或通過共混改性（如與PE、PS等共混）分散應力。增強改性（如添加玻璃纖維）可提升應力開裂強度。 ? 成型工藝控制 ?優化注射參數?： 降低注射壓力和保壓壓力，避免高壓導致分子鏈過度取向 ? 延長保壓時間（但需平衡制品密度） ? 采用中高壓慢射速填充模具 ? ?控制冷卻速率?：避免快速冷卻，厚壁制品需延長冷卻時間，減少溫度梯度 ? 后處理措施 ?退火處理?：脫模后將制品加熱至玻璃化溫度以上，促進分子鏈松弛排列，隨后緩慢冷卻 ? ?避免應力集中?：優化模具設計，減少銳角結構，采用磨砂表面便于脫模 ? 注意事項 保持材料干燥，防止濕氣導致氣泡或粘接不良 ? 清潔模具表面，防止油漬影響脫模效果 ? ?

以下是關于降低PC注塑件的內應力的方法以供參考：

1. 提升模具溫度可以降內應力，加工PC時候模具溫度可以控制在80110度之間，高則內應力小。

2. 提高加工溫度可以降低內應力。加工PC時候加工溫度可以控制在260330度之間，高則內應力小。

3. PC料的黏度高，似乎需要很高的壓力，但高壓力會大大增加內應力，這里用高壓力不妥。這個案例中的壓力宜在8001200公斤之間。

4. 高射速會增加內應力的存在，低內應力的場合中射出速度不宜很高。在此案例中，射出速度宜在5070%，對于普通的注塑機來說也就是4560mm/秒。

5. 長保壓時間會增加內應力，在這個案例中，保壓時間宜在23秒之間。

6. 熔膠速度有啥用呢？在這個案例中，熔膠速度過高會造成分子鏈撕裂過度降低分子量，從而降低強度及沖擊模量，造成產品宜開裂。這里的熔膠線速度宜控制在400450mm/秒。

7. 此案例中為了降低內應力，有退火處理的必要，退火的參數為85100度，時間12個小時，退火時間宜在成型后盡快進行。

8. 此案例中產品斷裂處是拐角處，R小處。

以上方法主要針對PC注塑件的內應力降低，并不***完全適用于熱塑性聚氨酯。如果需要更具體的建議，可能需要查閱更多專門針對熱塑性聚氨酯的研究資料或咨詢相關領域的專家。

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