擠出與特殊工藝
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1.一般說明
我司TPU可在常規熱塑性塑料加工設備上進行成型加工, 其主要成型方式包括：注塑成型、擠出成型、擠出吹塑成型。不同牌號包裝重量一般有20KG以及25KG，通常為25KG每包。
1.1顆粒料的預處理
熱塑性聚氨酯會從空氣中吸收水分。吸水速率和程度取決于原料的成分類型、硬度和環境條件見（圖1和圖2）。
為保證無故障成型和產品質量，我們建議顆粒原料的含濕量應低于0.05%。如果原料含濕量太高，江導致制品表面出現小汽泡或銀紋；擠出物熔體表面不平滑光亮，將呈現泡沫狀或起泡表面。通常導致上述制品缺陷的原因還可能來自未干燥好的功能性母粒。這些母粒需要被單獨干燥并且將含濕量同樣控制在0.05%以下。采用常規除濕干燥器和循環空氣干燥器都能保證原料的干燥（見圖3）
根據產品硬度的不同，我們建議干燥溫度控制在80-110℃，干燥時間1-3小時。當然采用除濕干燥器能再更短時間內達到更好的干燥效果（見圖4）
值得注意的是，應避免將暫時不用的已干燥原料顆粒暴露空氣中令其自然冷卻，應趁熱將它們放回可重新密封的干燥容器中保存。機器的料斗應加蓋。
1.2產品的后處理
TPU制品只有室溫下擱置一段時間后才能達到其最佳的物理性能水平。這個過程可以通過在循環空氣烘箱中的退火處理來加速進行，退火時間只需15至20個小時。對于硬度≤邵氏95A的制品，我們建議在80℃至90℃下進行退火，對于硬度≥邵氏93A的制品，則在100℃至110℃下進行退火。只有通過退火才能達到最佳的壓縮形邊率！我們的數據表中所提供的物理性能參數，都是在經過退火處理后的測試樣品上測量得到的。
1.3著色
我司TPU以本身供應。其著色是一種簡單的工藝，用戶自己就可以輕易的完成TPU的著色。可以使用標準商業設備添加染色劑，并將它們與我司TPU混合在一起。對于只需偶爾著色的加工廠而言，可以采用桶混機或類似的設備。重要的是確保染色劑及其它添加劑不含水分。裝備靜態混合器的機頭能顯著改善顏色的分散性并能減少著色劑用量。
1.3.1色母粒
最簡單最可靠也是最清潔的著色方式是選用以我司TPU為載體配制的色母粒進行著色。SAN樹脂基的色粒在一定程度上也可適用。基于聚烯烴與PVC的色粒并不適用。著色劑的用量根據制品的壁厚、顏料的著色強度以及所要求的色度來確定，一般是1.0%到4.0%之間。
1.3.2色漿、液體燃料與色粉
由于加工程序較為復雜，對我司TPU進行染色時，較少使用色漿、液體染料與色粉。單在采用快速顏色交換與透明著色的形式時，他們可能具有一些優勢。通常情況下，用量為0.2%至1.0%。
2擠出工藝
杰嘉友有各種硬度范圍適合的擠出成型TPU，可以將擠出制品分成以下類型：管材、電纜、管狀薄膜、型材、護套、平擠薄膜與吹塑薄膜、吹塑制品、涂覆。
2.1概述
加工熱塑性塑料的常規擠出機和木頭同樣適用于杰嘉友的TPU但擠出生產線后續設備必須與TPU的特性相匹配。
在加工前，杰嘉友TPU與所有功能性母粒必須進行干燥，將水分含量控制在≤0.05%。請參照1.1與1.2節。
我們不建議在擠出成型中摻混回用料和混合使用不同批次的原料。通常可使用單螺桿擠出機對杰嘉友TPU進行擠出，但排氣筒不適用。帶加熱溝槽的 加料喉機筒能實現更高產能和更均勻的塑化（圖5）。
杰嘉友TPU熔體既沒有腐蝕性，也沒有磨損性，這表示螺桿無需采用特殊的合金鋼或或防護鍍層。應當遵照圖6所示不同直徑螺桿所匹配的驅動扭矩，便可實現低溫塑化，這樣的擠出熔體具有更好的尺寸穩定性。
2.2螺桿設計
實踐證明，長徑比為24-35的等螺距單螺棱三段式螺桿非常適合于加工杰嘉友TPU，該類型螺桿的結構與尺寸如圖7所示。壓縮比應在2:1與3:1之間。也可以使用螺槽漸變式螺桿（PVC型螺桿）。采用專門為加工TPU而設計的屏障型螺桿的優點是可以允許采用較小的長徑比。或者也可選擇具有近似長度的常規螺桿，可以提高生產能力。適用于擠出杰嘉友TPU的屏障型螺桿的基本結構如圖所示。
短壓縮段的螺桿并不適用于加工TPU。螺桿本身不需要進行額外加熱。盡管混煉和剪切元件對要求特別高的顏色分散過程很有好處，例如薄膜和涂覆制品，但一般擠出成型沒有必要使用這些元件來均勻化杰嘉友TPU熔體。剪切元件（圖9）與混煉元件（圖10）的設計應盡可能使熔料經過這些元件后的發熱量最小，而且整個元件要避免出現 流動死點。
2.3加工參數
2.3.1機筒和模頭的溫度設定
杰嘉友TPU擠出溫度通常設定為160℃至230℃，取決于產品類型、硬度大小與熔融范圍。擠出機與螺桿的尺寸也會影響溫度設定值。螺桿的圓周線速度不應超過0.3米/秒。如果采用較大的擠出機，由于剪切力較高，則一般可以設定較低的溫度，料筒與模具加熱器的
溫度設定方針參見圖11。在某些情況下， 反向溫度分布比較有利，在這種情況下，峰值溫度在加料段。通過調整模頭溫度，可以控制制品表面的光澤度。氣溫形成暗淡、無光的表面。爾高溫可使表面平滑、光亮。
2.3.2螺桿速度
除了溫度以外，螺桿轉速也對制品的質量具有重要影響。如果螺桿轉速太低，以為這熔體必須在機筒中停留較長時間，結果可能會導致熔體受熱分解；而螺桿轉速太高，原料優惠因為過度剪切導致熱降解。圖12顯示了直徑與螺桿轉速的函數關系并給出參考數值。
2.4模頭接套與擠出模頭
2.4.1模頭接套
模頭接套與法蘭必須配備足夠的可控加熱系統，這點非常重要。在法蘭未被加熱的情況下，可能會散失大量熱量，該區域中熔體的溫度降大大降低。模頭接套的流道設計必須有利于良好的流動（即沒有死點），同事確保截面尺寸與擠出流量相匹配。由于相同的原因，必須不惜一切的避免出現壓力泄露。
在使用加長的模頭接套時，裝配靜態混合器將有助于熔料的橫向混合，確保熔料在溫度與顏色分散方面的均勻性。配有過濾疊網或沒有多濾網的分流板都是可以的（圖13）。
2.4.2熔體泵
由微處理器控制的熔體泵可以提高產能，并改善具有超低尺寸公差的型材或管材擠出的整體質量。熔體泵也可以彌補所有與擠出機相關的問題。例如產能波動與不正確的壓力/溫度設定。熔體泵的基本原理是將擠出機的產能分解為體積可控的單股流體。并按照非常精確的流率進行輸送。在生產產能能力方面，需對熔體泵的尺寸與速度進行均衡，使得進入材料的摩擦熱量盡可能降低。
2.4.3擠出模頭
對模頭而言，流動與加熱設計原理上與模頭接套時一樣的。杰嘉友TPU可以采用側進料模頭（圖14）、支架式進料模頭（圖15）、平面薄膜模頭（圖16）與共擠平模模頭（圖17）進行加工。擠出機頭的設計必須保證能形成均勻一致的熔體流動流動前鋒。同時具有平行導向（模頭成型段）的易對中模頭。
2.5擠出制品的冷卻與定型
在熔體離開機頭時，它的尺寸穩定性較差。因此，在不影響模頭溫控的情況下，對熔料的冷卻應盡可能從靠近模頭的地方開始。可以采用水槽、噴淋、空冷或這些方式的組合進行冷卻。冷卻應以柔和的方式進行，以避免當擠出物還在塑化階段而對它的破壞。冷卻階段的長度將取決于制品的類型、壁厚與牽引速度。擠出物離開冷卻段時，其溫度應降至大約40℃。
只有在擠出物和定型裝置表面間形成潤滑膜時，定型/牽引板、活堵頭、真空定型等定型系統才能使用。低摩擦真空定型裝置如圖18所示。
2.6擠出制品
2.6.1管材
杰嘉友TPU管材擠出可以采用水平擠出或垂直擠出。水平擠出通常適合于那些由于材料硬度和制品尺寸等因素，在拐角處不能彎曲的管材成型。垂直擠出主要用于可折扁的薄壁軟管成型。因此，擠出管坯離開口模時不能破裂和出現尺寸波動，然后經芯棒吹出的穩定定型氣流吹漲管坯并保持其形狀。管材擠出生產線如圖19所示。在擠出薄壁軟管時，使用大量空氣對管坯進行預先冷卻很有好處。空氣的流動將固化軟管表面，所以后續的水冷卻不會在管材表面留下任何痕跡（圖20.）牽引裝置最好采用傳送帶或橡膠包覆的履帶式牽引裝置。
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2.6.2電纜、繩索與連接管的套塑
機頭外的模頭延伸部分也同樣需要加熱。套塑產品通過的芯棒應當可以在軸向方向上進行調整，以調整護套的表面質量。實際套塑成型可采用壓力法貨擠管法（圖21）。壓力法套塑模頭將非圓形的電纜變成圓形截面。相反，擠管套塑法能獲得規定截面的均勻壁厚套塑。
杰嘉友TPU套塑料與底材之間的粘接性主要取決于所采用的套塑工藝方法。采用壓力法一般可以獲得良好的粘接強度。相反擠管法便于將套塑料剝離基材。在芯棒中通以真空可以將套塑料與基材間的粘接性調整到所需的水平。非常重要的是被套塑的底材必須足夠干燥，否則否則可能出現氣泡貨粘接問題。電纜電纜套塑機頭如圖22所示。
2.6.3型材
杰嘉友TPU可以用于擠出具有各種集合截面形狀的型材。重要的是型材壁厚應當盡可能設計成均勻一致。對于壁厚差別較大的型材，必須對模頭的截面形狀進行精心的設計從而確保一致的熔體流動前鋒。
2.6.4平擠薄膜
薄膜厚度大于0.5毫米時，一般采用平膜擠出。聚冷輥法和牽引壓延法都適合平膜成型。采用平膜擠出。聚冷輥法和牽引壓延法都適合于平膜成型。采用壓延法，第一道輥隙必須可以調節，以確保薄膜兩面都能被拋光。如需要獲得消光表面的平膜，可選擇PTFE涂覆或包有硅膠的輥筒。輥筒溫度通常設定在5℃至40℃。
2.6.5吹塑薄膜
采用吹塑膜工藝生產的薄膜厚度大約在0.02mm到1mm。功能母粒的添加（例如防粘連劑）可以使所有操作過程更加容易。吹塑膜生產線如圖23所示。
2.6.6擠出涂覆
各種纖維坯料，例如針織品和無紡布，以及其它材料，例如紙張、箔片與塑料片，都可以使用杰嘉友TPU進行涂覆。采用平膜摸頭擠出的TPU薄膜可以直接涂覆到基材上。壓延機對仍處于對膠狀的薄膜進行拋光，同時將薄膜與基材緊密粘接。TPU在不同基件上的粘接力取決于材料或表面設計。對基件進行預處理可以改進粘接性。如果沒上有充分的粘附力，則采用共擠擠出增粘劑涂覆在需要涂覆的坯料上。擠出涂覆設備如圖24所示。
2.6.7共擠擠出
杰嘉友TPU可以和硬質熱塑性塑料進行共擠成型，例如PC/ABS或ABS，這種復合產品擴展了產品性能范圍和應用領域。杰嘉友TPU改善了底層塑料的抗刮擦性，同時具有舒適的觸感和靜音效果。暴露在紫外線下時，脂肪族的杰嘉友TPU不會變黃。因此，也可以使用淺色色素對它們進行染色，進一步擴大了設計可能性。TPU熱熔膠粘劑，例如杰嘉友TPU，可以采用共擠擠出也適用于制造纖維加強型軟管（例如消防軟管）的內襯。共擠擠出可以用于在形成主層的TPU上直接涂覆杰嘉友TPU。這就避免了超長的粘接過程，也無需使用溶劑。
2.6.8擠出吹塑
采用成熟技術專門開發的拍好杰嘉友TPU，可以用于吹塑制品的生產。吹塑薄膜模頭和貯料式模頭都可用于中空成型，例如波紋管（圖25）。
3.特殊工藝
3.1壓延
壓延涂覆（圖26）是一種廣泛應用于涂覆基件的方法，并且根據機器配置與材料結構，也可應用于擠出涂覆。壓延機通常用于中等厚度的涂覆。特別適用于這種技術的低熔點杰嘉友TPU幾乎可以再所有標準配置的壓延機上進行加工。應當采用擠出機，以預塑熔體的形式，將TPU輸送到輥子夾持點上。
3.2粉末涂覆
涂覆工業纖維坯料的另一種方法是粉末涂覆（圖27）。這種加工過程適用于相對較大的壁厚。使用刮片將低熔點、正常染色的TPU粉末涂覆到基件上，在加熱爐中進行燒結，并采用輥子對最終形成的表面進行平整或進行壓花。
3.3搪塑
旋轉燒結，也被稱為搪塑，這是生產模制表皮的理想方法（圖28）。主要應用于汽車工業中。在搪塑過程中，封閉的模具圍繞著一條或多條軸進行旋轉。粉末在高溫的模具表面上融合并燒結在一起，在冷卻后，稱為三維表皮，具有非常均勻的壁厚，無論零件的設計復雜性如何。這就是搪塑的特別優勢。
4.機械加工與制造
4.1粘接
粘接劑行業可以供應各種品牌的聚氨酯基或氰丙烯酸酯基系統，用于粘接杰嘉友TPU，氰丙烯酸酯粘接劑固化極為迅速，但較脆。粘合的連接點受到壓力時會斷裂，因此他們在一定程度上僅僅適用于彈性。柔韌性材料，例如TPU。他們也只能用于暫時的粘接或不會受到彎曲的粘接。
聚氨酯粘接劑固化需要的時間較長，但與杰嘉友的TPU一樣具有柔韌性與彈性。因此，它們是長期粘接的理想選擇。僅有少數溶劑（包括NMP、DMF、MEK）可以使杰嘉友TPU溶化至可能產生粘接點的程度。這些溶劑對于人體健康有害，因此一定要遵循物信安全數據表的相關注意事項。
4.2與金屬粘接
杰嘉友TPU可以用于與金屬進行高強度粘接。首先，必須使用增粘劑對金屬的表面進行處理。它們通常作為溶液，采用噴射、涂覆或浸沒的方式進行應用，然后，經過預處理的金屬增粘劑的處理說明。我們的專家可以就適用于杰嘉友的TPU的增粘劑提供相關建議。
4.3印刷
杰嘉友TPU可以采用所以的常規技術進行印刷:熱模壓花、噴墨印刷、移印、激光印刷。
4.3.1熱模壓花/燙印
在這種印刷技術中，采用高溫印模，將薄膜或箔片壓印在杰嘉友TPU零件上。許多供應商都可提供熱模壓花用的薄膜，其對零件具有極佳的粘附性。
4.3.2噴墨印刷
噴墨印刷是印刷 杰嘉友TPU極有效的方法。我們建議調整油墨的溶劑，以便適應TPU。
4.3.3移印
移印是另一種印刷杰嘉友TPU極有效的方式。而且油墨中的溶劑成分也應進行調整，以便適應TPU。
4.3.4激光印刷
杰嘉友TPU無法在未經過修改的情況下進行激光印刷，這是因為他們的能量吸收能力極低。他們必須先與激光添加劑或激光添加劑批料混合。
4.4涂覆
杰嘉友TPU極其適用于涂覆，并可實現高強度涂覆，由于杰嘉友TPU具有極好的彈性，一般情況下可以采用雙組份聚氨酯涂料（DD涂料）。在涂覆前，必須在清潔、無油脂的零件上涂抹底層涂料。底層涂料應根據TPU進行配置，并且在表面溶解TPU以確保與頂層涂料牢固粘結。
4.5噴鍍金屬
目前我們已經引入了新技術，使得杰嘉友TPU的表面可以實現金屬噴鍍。金屬涂料薄膜層應當具有彈性，使TPU零件可以承受達到一定角度的彎曲而不破裂。
4.6焊接
杰嘉友TPU制品可以通過焊接連接在一起。適用方法包括：熱空氣與氮氣焊接、熱板焊、熱工具與熱脈沖焊接、高頻焊接、摩擦焊接、振動焊接。在所有情況下，操作間必須安裝碳化氣體的排煙設備。
4.6.1熱空氣與氮氣焊接
在采用熱風或是熱氮氣進行焊接時，氣流（在噴嘴前段1cm出進行測量）的溫度應為290℃至330℃。建議采用冷壓輥混凝焊縫，提高焊接溫度。
4.6.3熱板焊
熱板焊熱別適用于型材的對接焊。需要接的部件兩端在290℃至330℃的熱板上熔化，并在壓力作用下焊接在一起，因此會產生焊蠶。焊蠶可以在焊縫冷卻后用機械方法去除。
4.6.4高頻焊接
通過高頻焊接，可以對杰嘉友TPU制品進行高效焊接。在2千瓦的裝置上，可以極好的焊接1mm后的薄膜，焊接強度可以達到材料自身強度的70%至95%。即使對于2mm厚度的薄膜，焊接強度也可以達到40至60%。低硬度的杰嘉友TPU可以獲得較高的焊縫強度，而高強度規格的焊縫強度相對較低。
4.6.5摩擦焊接
軸對稱的杰嘉友TPU制品可以采用摩擦焊接，采用適當設備，還可將該工藝運用于生產流水線上。根據制品類型與夾具設計的不同，不見旋轉部分的平均線速度通常為300至500m/min，在焊接過程中，兩焊接面應充分熔化，加壓在一起后能看到焊點。另外，必須進行試驗或充分考慮到焊接后制品長度的縮短。
4.6.6振動焊接
由于制品的形狀二無法采用摩擦焊接時，可以采用振動焊接。它對不同形狀的大型制品進行可靠的焊接。振動焊接可以采用制品以一定角度或正對結合在一起。
4.6.7超聲波焊接
由于TPU的內在阻尼性太高，因此不適合采用這種焊接技術。焊縫強度明顯低于其它焊接方法形成的焊縫強度。
4.7機械加工
杰嘉友TPU需要使用鋒利的切削工具，高硬度牌號可以像尼龍一樣進行機械加工。對于低硬度牌號（＜邵氏90A），必須考慮加工中材料的柔韌性與回彈性。杰嘉友TPU可以在一般用于金屬與木器加工的機器上進行機械加工。。應避免產生過多的熱量，并確保有效清除廢屑。高速鋼制成的刀具適用于加工杰嘉友TPU但必須與鋒利的刀刃，并且可以進行無壓力切削，在切割深度較大的情況下，可能需要采用壓縮空氣或鉆孔油冷卻切削部位。以下是各種機械加工建議。
4.7.1鋸削
可以采用普通鋸，但采用手動鋸削是木材用鋸條比金屬用鋸條更適合，一般只能使用帶有交錯鋸齒的鋸條。
4.7.2鉆孔
建議采用帶有綏動區的切削刃（后角=12°至16°）與小螺旋角（約30°）的麻花鉆。鉆頭角度=150°，切削速度V=40至50m/min，進給量S=0.001至0.003mm/min。必須注意的是鉆頭應不是退回以排出切屑，對深孔鉆銷還需進行冷卻。
4.7.3車削
主后角=5至15°，前角=25至30°，工作角=40至60°。切削速度，高硬度牌號速度=100至150m/min，低硬度牌號速度=300至500m/min，進給速度，S=0.1至0.2mm/roll，中心半徑-約0,3至0,5mm。
4.7.4銑削與刨削
可以采用用于木器加工的機器。主后角=5至15°，前角=15°，切割速度=約1000m/min，最大進給量0.5mm/roll。
4.7.5沖孔
硬度越高的杰嘉友TPU沖切越容易，而且沖切尺寸越精確。平均沖切速度為50-100m/s。
4.7.6螺紋切削
硬度越高的杰嘉友TPU可進行螺紋加工，但要求絲錐的切削刀刃非常鋒利。而且預鉆孔通常比鋼材攻絲孔大0.1mm左右。
4.7.7磨削
實踐證明，采用細砂紙磨粒的軟質陶瓷燒結金剛砂砂輪非常適合杰嘉友TPU產品磨削加工，但必須考慮到磨削過程中的磨屑有效排除。
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