在目前TPU市場中，耐磨TPU市場需求廣泛，比如電纜、角輪、皮帶、扶梯等。這些應用中有的需要TPU材料耐磨，有的要求限定摩擦系數(shù)范圍，還有的要求兩者兼?zhèn)?，這就對TPU材料的綜合性能指標提出了很高的要求。
長期以來，TPU耐磨實現(xiàn)的方式無外乎添加潤滑助劑、耐磨物質及引入微交聯(lián)體系等，各種方法的特點詳見附表。昆山融點材料科技有限公司長期致力于All-SiV（硫化硅橡膠合金）的研發(fā)，公司TPU/硅橡膠合金產(chǎn)品具有區(qū)別于現(xiàn)有所有產(chǎn)品的耐磨特性，只需在TPU中添加適量的All-SiV母粒即可以使TPU的磨耗下降30%-75%，其耐磨性提高到原來的2-3倍，遠超過市場現(xiàn)有耐磨TPU的效果，而且適量的添加對TPU摩擦系數(shù)的影響同現(xiàn)有幾種耐磨TPU差異明顯，為此我們做了如下對比：
附表：TPU耐磨實現(xiàn)方式的區(qū)別
以上附表可以看出，通過簡單添加All-SiV母粒即可以明顯提升TPU材料的耐磨性能且其他綜合性能優(yōu)異。
那什么是All-SiV呢？
All-SiV(Vulcanized silicone rubber alloy----硫化硅橡膠合金)是融點材料科技有限公司的特有技術，采用動態(tài)硫化交聯(lián)技術將硅橡膠（氟硅橡膠）微粒硫化并均勻分散在高分子材料中，形成微納米海島結構的高分子合金材料。
All-SiV產(chǎn)品的特點均勻的分散與微相尺寸的控制，下幅示意圖是理想的分散狀態(tài)：
下圖是融點A-S/TPU 2175 的SEM 50微米、5微米照片：
SEM中能清晰看到合金材料中含有大量交聯(lián)的硅橡膠微粒，且硅橡膠相分散均勻，相尺寸在2-10um之間。交聯(lián)結構使得合金材料不出粉、不析蠟、不出油，生產(chǎn)過程中螺桿不打滑，同時也賦予合金材料一部分硅橡膠的優(yōu)異性能，比如添加合金后的彈性體具有極佳的親膚觸感、易清潔性、人體排異性小等，經(jīng)過我司研究發(fā)現(xiàn)，同時也能提高產(chǎn)品的耐磨性能。
那它優(yōu)異的耐磨性能原理是什么呢？我們從“力學、磨耗、摩擦系數(shù)”這三個方面來分析。
一、 對力學性能的影響
TPU添加不同比例A-S/TPU母粒與添加硅酮母粒的力學性能對比（干混后直接注塑樣件） 1、試驗用TPU為聚醚型80A，ZT300。 2、試驗用A-S/TPU母粒的載體為聚醚型80A，ZT300，硅橡膠含量為30%。 3、試驗用硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量為40%。
總結： 二、 應用在不同類型TPU中磨耗對比
A:添加在片材聚醚TPU中磨耗對比（測試方式：阿克?。?/span>
80A聚醚TPU添加A-S/TPU母粒與添加硅酮母粒的磨耗對比
1、本試驗用TPU為聚醚型80A，ZT300。 2、A-S/TPU母粒的載體為ZT300,硅橡膠含量為30%。 3、硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量為40%。 ? 總結：
B:添加在片材聚酯TPU中磨耗對比（測試方式：阿克隆）
B1:64D聚酯TPU添加A-S/TPU母粒與添加硅酮母粒磨耗（干混后直接注塑） 1、本試驗用TPU為聚酯型64D，ZT64D。 2、A-S/TPU母粒的載體也為ZT64D，硅橡膠含量為30%。 3、硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量額為40%。
總結：
B2：87A聚酯TPU添加A-S/TPU母粒磨耗對比
1、本試驗用TPU為聚酯型87A，ZT187。 2、A-S/TPU母粒的載體也為ZT187,硅橡膠含量為30%。
1、我們的A-S/TPU母粒添加后不論材料的取向及分散情況如何，對耐磨都有顯著提高。 2、A-S/TPU母粒在耐磨性較差的材料中提升的耐磨性能的幅度遠高于在耐磨性能較好的材料中的提高幅度。 3、15%的A-S/TPU母粒的添加量是耐磨性能提高的最高點位。 4、0.012克的耐磨數(shù)據(jù)創(chuàng)造了TPU耐磨的新高度。
C:發(fā)泡TPU耐磨測試（測試方式：DIN）
C1:發(fā)泡90A聚酯TPU 發(fā)泡方式：超臨界CO?發(fā)泡 （發(fā)泡密度0.17g/cm3 10N*42圈） C2:發(fā)泡90A聚醚TPU? 發(fā)泡方式：超臨界CO?發(fā)泡 （發(fā)泡密度0.17g/cm3 10N*42圈） ? ? ? ??? ? ??
以上是我們的實驗數(shù)據(jù)，再來看一下實驗樣板的SEM： ? 從電鏡圖中我們可以看出它們的區(qū)別：
1、磨損形成的犁溝的排序（深度/寬度):純TPU > TPU+硅酮母粒 > TPU+All-SiV母粒，在測試樣板上前兩者的犁溝非常明顯，而TPU+All-SiV母粒樣板的犁溝肉眼幾乎看不到。
2、磨損形成的沙拉馬赫條紋的區(qū)別: *純TPU的條紋又深又寬且呈現(xiàn)出趨向于不規(guī)則多邊形的形狀。 * TPU+硅酮母粒的條紋的深度、寬度僅次于純TPU，且形狀也類似。 *TPU+All-SiV母粒的條紋的寬度和深度是最小的且呈現(xiàn)相對比較規(guī)整的棒條狀。
3、TPU+All-SiV母粒的樣板磨掉的碎屑呈片狀，而另外兩者磨掉的皆為極細的粉末。
添加All-SiV母粒的耐磨效果明顯其原理總結如下： ? (1)All-SiV母粒的加入一定程度上降低了材料的摩擦系數(shù)。 (2)All-SiV母粒中硅橡膠海島相分散結構提升了材料的機械性能，特別是撕裂強度的提高，由于硅橡膠微粒的韌性非常好，可以起到韌性的保護層和吸收沖擊能量作用，使得材料在磨損過程中不容易被切削破壞，在摩擦面上減少對材料的摩擦破壞。 (3)All-SiV母粒的添加可以提高TPU材料的耐溫性。摩擦時的真實接觸面積對其磨耗有影響，與壓力、模量以及粗糙度均有關聯(lián)。一般情況下，樣品的模量與其摩擦時的真實接觸面積成反比，因此高模量對應其磨耗有利，而合金中的硅橡膠的海島結構，其模量基本不隨摩擦升溫而變化，因此可以降低TPU隨溫度變化導致的模量降低，而純TPU或者引入添加劑材料的模量會隨溫度升高而降低。因此合金在高溫下的模量的保持可以減少其在粘滑摩擦時的形變，減輕了拉伸和撕裂對材料的破壞，一定程度上也提高了其耐磨性能。 (4)All-SiV母粒中動態(tài)交聯(lián)形成的相結構，不會產(chǎn)生遷移，提供永久耐磨性。
三、 對摩擦系數(shù)的影響
同為有機硅，那添加All-SiV母粒和線性硅油來解決耐磨問題時它們在摩擦系數(shù)方面的區(qū)別在哪里？我們做了四組不同的實驗。
A組：與離型紙的摩擦系數(shù)對比（負載：4.9N，接觸面積：9.2*3cm, 100mm/min） 1、試驗用TPU為聚醚型80A，ZT300。 2、試驗用A-S/TPU母粒的載體為聚醚型80A,ZT300，硅橡膠含量為30%。 3、試驗用硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量為40%。 ? B組：與304不銹鋼板的摩擦系數(shù)對比（負載：14.43N，接觸面積：17*40cm，100mm/min） 1、試驗用TPU為聚醚型80A，ZT300。 2、試驗用A-S/TPU母粒的載體為聚醚型80A，ZT300，硅橡膠含量為30%。 3、試驗用硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量為40%。 4、在TPU+20%A-S/TPU母粒中，其摩擦系數(shù)是巨幅下降的，這和硅橡膠的含量有密切關系。 ? C組：與羊毛氈的摩擦系數(shù)對比（負載：1.96N，接觸面積63*63mm, 100mm/min）
1、試驗用TPU為聚醚型80A，ZT300。 2、試驗用A-S/TPU母粒的載體為聚醚型80A，ZT300，硅橡膠含量為30%。 3、試驗用硅酮母粒為EVA載體硅酮母粒，硅酮含量為40%。 ? D組：材料自身摩擦系數(shù)對比（負載：0.98N，樣條尺寸：80*20mm ?100mm/min）
2、在TPU+All-SiV母粒與離型紙、不銹鋼、羊毛氈等介質的摩擦系數(shù)實驗中，10%以內的All-SiV母粒的添加量對摩擦系數(shù)影響相對較小，而且由于我們All-SiV獨特的海島結構，使其性能一直是穩(wěn)定的，不會像添加了遷移型蠟和線性硅油那樣隨著時間延長而變化明顯。
3、在添加了10%以內的All-SiV母粒后的TPU材料與自身的摩擦系數(shù)急劇增加且增幅巨大，這個特性在一些特殊的對止滑有要求的應用中極具使用潛力。 4、在以上四個介質的摩擦系數(shù)實驗中，添加量為20%含量All-SiV母粒的TPU材料摩擦系數(shù)都是下降的，且降幅非常明顯，在一些需要爽滑的產(chǎn) 品中20%的添加量是起始點，超過這個添加量在模具的配合下即可得到“細膩、柔軟、爽滑”的極佳觸感。
四、 All-SiV在耐磨應用中的特性
昆山融點材料科技有限公司： 0512-55113517 刁小姐：15190193112 劉先生：18915758996 盧小姐：13913220039
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦高分子）：“融點材料科技”最新力作——新型“TPU耐磨母粒”
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