熱塑性聚氨酯彈性體又稱熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU，是一種(AB)n型嵌段線性聚合物，A為高分子量（1000~6000）的聚酯或聚醚，B為含2~12直鏈碳原子的二醇，AB鏈段間化學結構是二異氰酸酯。熱塑性聚氨酯橡膠靠分子間氫鍵交聯(lián)或大分子鏈間輕度交聯(lián)，隨著溫度的升高或降低，這兩種交聯(lián)結構具有可逆性。在熔融狀態(tài)或溶液狀態(tài)分子間力減弱，而冷卻或溶劑揮發(fā)之后又有強的分子間力連接在一起，恢復原有固體的性能。典型的TPU如氨綸等。

熱塑性聚氨酯（TPU）適宜的加工手段莫過于注塑成型。TPU注塑成型時，干燥預熱后的TPU粒料從注塑機料斗輸送進加熱的料筒，呈熔融狀態(tài)時，經(jīng)螺桿（或柱塞）的推進作用及料筒前端的噴嘴注射進入溫度相對較低的閉合模具中，充滿模腔，并在受壓下冷卻固化，脫模后獲得與模型型腔相同TPU產(chǎn)品。

1、螺桿

TPU注塑使用通用三段螺桿能很好地塑化均勻的熔融物。如果需要高的塑化能力（生產(chǎn)量），可以使用較長的螺桿 。

TPU塑化需要高的能量，要求螺桿有高的扭矩驅動。扭矩不足會導致螺桿轉速的波動和塑化的不均勻。在限度之內(nèi)，較高的料筒溫度會產(chǎn)生良好結果，盡管會有材料過熱的危險。

注射機的設計，注射機料筒襯以銅鋁合金，螺桿鍍鉻防止磨損。

螺桿長徑比L/D=16~20為好，至少15。

壓縮比2.5/1~3.0/1。

加料段長度0.5L，壓縮段0.3L，計量段0.2L。

應將止逆環(huán)裝在靠近螺桿頂端的地方，防止反流并保持壓力。加工TPU宜用自通噴嘴，出口為倒錐形，噴嘴口徑4mm以上，小于主流道套環(huán)入口0.68mm，噴嘴應裝有可控加熱圈，以防止材料凝固。

射嘴和法蘭的通路應設計成沒有死角，使材料沒有殘留。料筒和射嘴的加熱系統(tǒng)的精確溫度控制很重要。確保材料在料筒中均勻受熱。

2、TPU材料的注塑工藝

2.1料筒溫度

TPU 應在 190 到 220°C 之間的熔融溫度下加工。對于一些硬的級別熔融溫度可能會提高到 240°C 。

2.2模具溫度

模具溫度的主要影響產(chǎn)品表面質量和脫模行為，也影響結構的收縮和內(nèi)應力（受冷時）。正常模具溫度應用20-40℃。但用一些改良的TPU級別和使用玻纖填充加強TPU，模具溫度應提高到60℃以確保產(chǎn)品的表面質量。對于厚壁產(chǎn)品冷卻，降低大約5℃能減少循環(huán)周期時間。

2.3塑化

對于塑化速度應選擇圓周速率不超過0.3m/s。

實際經(jīng)驗是利用料筒30%-75%的能力是很好的。如果料筒能力對應注射量非常低，則熔融物在塑化單元停留太長的時間，會導致熔融料熱分解。

2.4注射壓力，保壓壓力，背壓，注射速度

注射速度主要基于壁厚。通常對于厚壁產(chǎn)品的模具需要慢的填充，而薄壁產(chǎn)品需要快的填充。注射速度除了壁厚和模穴類型，模具排氣也十分重要，其有助于防止困氣導致的所謂“燒痕”。

注射壓力/保壓壓力過大會影響產(chǎn)品脫模。過低地保持壓力產(chǎn)生凹痕。用比注射壓力低的保持壓力，一般保持壓力可以是注射壓力的50%是適當?shù)摹?/p>

2.5循環(huán)時間

決定循環(huán)時間的是產(chǎn)品的形狀、壁厚、模具的冷卻和材料本身。

3、注塑工藝調(diào)整要點

3.1加工溫度的控制對產(chǎn)品的尺寸、外形及變形具有至關重要的影響。加工溫度要隨TPU的牌號、模具設計的具體情況而定。總的趨勢是要想獲得小的縮水，需要提高加工溫度。 

3.2慢速與較長時間的保壓會導致分子定向，可能獲得較小的產(chǎn)品尺寸，但產(chǎn)品變形較大并且橫向與縱向收縮差異大。大的保壓壓力還會導致產(chǎn)品在模內(nèi)過壓縮，當產(chǎn)品脫模后尺寸比模腔的尺寸還要大的現(xiàn)象。 

3.3注塑速度、保壓轉換的位置要設置準確。 

3.4注塑機機型的選擇要合適。小尺寸的注塑產(chǎn)品要盡可能地選擇機型小的注塑機，以便增大注塑行程、便于進行位置控制，合理地進行注塑速度、壓力的轉換設置。 

3.5當TPU含水率超過0.2%時，不但影響產(chǎn)品外觀而且機械性能明顯變壞，注塑出的產(chǎn)品彈性差、強度低。因此在注塑前應在80℃/110℃的溫度下干燥2/3小時。 

3.6注塑機料筒的要清理干凈，極少的其它原料的混入都會導致產(chǎn)品的機械強度的降低。用ABS、PMMA、PE清洗過的料筒在注塑前用TPU水口料再清洗一次，用TPU水口料清除料筒中的殘余物料。料斗清理時要特別注意料斗與注塑機機座連接部分殘留的其它原料，這是絕大多數(shù)技術工作者生產(chǎn)中容易忽略的地方。

3.7脫模

脫模可以使用脫模劑。硅烷基脫模劑效果良好。無硅烷脫模劑也可以，但必須頻繁使用。

3.8廢料（粉碎料）使用

廢品、澆口，不合格品等制成的粉碎料，如果清潔和干燥可以制成顆粒再生利用。對于注塑，在純料中小于30%的粉碎料不會影響產(chǎn)品的性能。如果自己粉碎材料，成型產(chǎn)品必須按要求進行測試看是否滿足性能要求。

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