TPU聚氨酯彈性體在輪胎上應(yīng)用可行性探討

    TPU(Thermoplastic polyurethanes)名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠。主要分為有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范圍寬(60HA-85HD)、耐磨、耐油，透明，彈性好，在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質(zhì)PVC以滿足越來越多領(lǐng)域的環(huán)保要求。   

       通常的自行車輪胎，都是橡膠材料的，生產(chǎn)工序較多，一般需要通過塑化——混煉——加工胚胎配件（如內(nèi)胎，胎面，簾布等）——胚胎成型——胚胎硫化等一系列工序才能生產(chǎn)出自行車輪胎成品。而未來自行車的輪胎采用特殊熱塑性彈性體TPU為原材料，并且成型工藝采用注塑成型，只需開好模具，將熱塑性彈性體直接一步注射成型為所設(shè)計(jì)要求的自行車輪胎產(chǎn)品。

2016年開始共享單車熱潮出現(xiàn)，大街小巷布滿了摩拜、ofo等自行車，自行車的投放量也不增加，但當(dāng)使用壽命到期后回收廢舊材料將成為很大的問題，對換環(huán)境的破壞不言而喻，這與目前的環(huán)保政策大相徑庭，然而TPU材料將可以解決這個(gè)問題，TPU材料可回收、易降解，不會(huì)對環(huán)境造成太多的負(fù)擔(dān)。

汽車輪胎是否也可以使用TPU材料呢？這方面的工作在1970年取得顯著進(jìn)展，當(dāng)時(shí)Firestone輪胎橡膠公司(Alliger等，1971就有關(guān)汽車用試驗(yàn)澆鑄輪胎作了公開報(bào)道。國內(nèi)汽車產(chǎn)銷量近年來仍處于走高趨勢，對于TPU輪胎來說是一個(gè)巨大的市場，但對于TPU而言仍有自己的技術(shù)難點(diǎn)。

主要的難點(diǎn)如下:

（1）TPU的某些熱性能及物理性能,氨基甲酸乙酯鏈本身具有熱可逆性，因此在足夠高的溫度下，TPU的主鏈會(huì)發(fā)生斷裂。

（2）補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理在原理上也是熱敏型，因?yàn)樗c微區(qū)的存在有關(guān)，微區(qū)在使用過程中，必須保持在它的玻璃化溫度或熔點(diǎn)以上。

（3）即使在路面上緩慢行駛時(shí)，甚至在較適中的溫度下，輪胎在充氣壓力和熱的綜合影響下，會(huì)顯示“裂縫增長”。

（4）當(dāng)受到緊急剎車或產(chǎn)生局部過熱等其他情況下，輪胎胎面部分可能會(huì)發(fā)生災(zāi)難性破壞。

（5）與傳統(tǒng)材料相比，TPU輪胎的造價(jià)相對更為高昂。