热塑性聚氨酯材料作为一种重要的热塑性塑料，因其优越的性能被广泛应用于汽车、消费电子、医疗器械等领域。同时，硅橡胶凭借其独特的分子结构和优异的性能，在高端应用领域占有重要地位。近年来，研发人员尝试将TPU与硅橡胶结合，开发出一种新型材料——TPU基热塑性硅胶弹性体。
TPU材料全称为热塑性聚氨酯，本身具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好，广泛应用于电线电缆、国防、医疗、食品等行业。热塑性聚氨酯材料分子结构是由二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）与扩链剂反应得到的刚性嵌段，以及二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）或甲苯二异氰酸酯（TDI）等二异氰酸酯分子与大分子多元醇反应得到的柔性链段所构成。TPU材料不仅性能优异，还具有可降解（3-5年）、可回收利用的特点，在自然环境中可降解，成为可生物降解物质，短时间内完全分解。
TPU材料与硅胶材料的共混体
TPU材料是一类重要的热塑性材料，在很多领域都有着广泛的应用。制备一种在持续加热到一定温度如（-120-150℃）时仍能保持原有物理化学性能的TPU材料仍是十分必要的。共混已被公认为一种简单灵活的提高聚合物性能的方法，并在工业领域得到应用。
硅橡胶具有独特的分子结构，硅原子和氧原子交替连接，形成巨大的骨架，既含有机成分，又含有无机成分。特殊的结构使得硅橡胶具有生物相容性好、透气性好、柔韧性好、介电性能和化学稳定性好、使用温度范围宽（-100-250℃）、热稳定性和氧化稳定性好、玻璃化转变温度低、耐紫外线照射等诸多优良性能。近十几年来，硅橡胶在电子、建筑材料、生物医学材料等领域得到了广泛的应用。但由于硅橡胶韧性较大，主链分子间内聚能较小，导致硅橡胶的力学性能较差，如拉伸强度低、不耐烃油和溶剂、价格昂贵等，因此硅橡胶在某些领域的应用受到限制和挑战。
研究人员将TPU材料与有机硅材料相结合，通过动态硫化共混，获得更优的性能。这种组合可以充分发挥TPU材料的高强度和韧性以及有机硅的耐高温、耐化学性，形成一种新型的复合材料。这种材料将TPU的耐磨、耐油性与有机硅的耐高温、耐化学性结合起来，拓宽了应用领域。
TPU基热塑性硅胶弹性体的结构
TPU基热塑性硅胶弹性体是一种嵌段共聚物，由硬（刚性）段和软（柔性）段共聚而成。这种结构决定了该类聚合物具有微相分离形态和两个玻璃化转变温度。柔性部分表现出弹性体的作用，刚性部分表现出填料的作用。它们就像高度分散的增强“填料”颗粒，均匀分散在连续的聚硅氧烷链中，起到物理交联作用。这种交联作用是热可逆的。采用动态硫化共混技术得到的共混热塑性硅胶弹性体。
1.水解稳定性嵌段共聚物中的有机链段和硅氧烷链段通过Si-0-C键连接，这种键在“非嵌段”共聚物中不稳定，但在这种交替链段共聚物中，却表现出优异的水解稳定性。这些嵌段共聚物的溶液也表现出良好的水解稳定性，即使在四氢呋喃水溶液中回流3天后，其分子量也几乎没有变化。
2.热稳定性和热氧化稳定性一般来说，热塑性有机硅弹性体具有良好的热稳定性和热氧化稳定性，具有较宽的使用温度范围（-120-250℃），这是由聚硅氧烷的低温性能和有机硬部分的高温性能赋予的。
3.机械性能具有有机硅的柔韧性和高强度；与一般热塑性弹性体TPE、TPV、TPU材料等相比，有机硅弹性体TPSiV具有更好的拉伸和撕裂强度、更好的耐性、更好的高温压缩弹性变形、更好的抗紫外线和耐热性。
TPU基热塑性有机硅弹性体的应用
热塑性有机硅弹性体（TPSiV）具有广泛的应用范围，得益于其独特的物理和化学性能，例如优异的耐高低温性、良好的耐磨性、耐水解性和耐化学性，以及环保和可回收利用的特性。以下是一些主要的应用领域：
消费电子：TPSiV因其优异的耐高温性、低拉伸和压缩性以及良好的耐磨性，被广泛应用于消费电子产品，如手机、电脑等设备的外壳和保护套。汽车行业：TPSiV凭借良好的耐油、耐候性，在汽车行业用于制造各种部件，包括密封件、防护件、悬挂系统、座椅支撑垫等。医疗器械：TPSiV的生物相容性和耐消毒性使其广泛应用于医疗器械领域，如医用耳塞、输液器、手套等。可穿戴设备：TPSiV凭借亲肤、抗菌、抗紫外线、耐热等特性，在可穿戴设备领域得到应用，为用户带来更舒适的使用体验。电线电缆：TPSiV具有优异的阻燃性、耐油性、耐候性，可用于生产各种高要求的电线电缆。
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1.研究SiR/TPU的力学性能、弹性及流变加工性能随共混比变化的变化，确定性能最佳的共混比。
2.利用AFM观察微观相结构，分析研究SiR/TPU相结构随TPU共混量变化的变化，如分散粒子的分散性、尺寸变化等，并将材料的力学性能和弹性性能联系起来进行结构-性能关系分析。
1.通过与不同的热塑性聚氨酯对SiR/TPU进行后处理，成功制备出SiR/TPU共混材料，成功提高了材料的拉伸强度、断裂伸长率和硬度，提高了材料的力学性能。2.研究揭示了不同SiR/TPU微观相结构随共混比变化与力学性能、加工流变性能之间的关系。TPU材料与硅胶的结合，不仅形成了一种新型的高性能材料，还具备环保、可持续的特性。
本文来源：安高瑞
