树脂数据
TPU
Poliuretano Termoplástico
TPU·热塑性弹性体·无定形
TPU（热塑性聚氨酯）是热塑性弹性体中的"瑞士军刀"：硬度范围最广（Shore A 60 到 Shore D 80），所有 TPE 中耐磨性最佳，是少数将橡胶性能与耐油、透明和常规热塑性加工相结合的材料之一。 它是一种嵌段共聚物，含硬段（异氰酸酯+扩链剂形成的氨基甲酸酯）和软段（多元醇 —— 聚酯或聚醚）。
关键子分类：酯型 TPU（Elastollan C 系列、Estane）提供更好的耐磨、拉伸和耐油性，但在持续热水中水解；醚型 TPU（Elastollan 1400）耐水解且低温柔韧，适合户外和潮湿环境。全球品牌：BASF Elastollan（世界领导者）、Covestro Desmopan（原 Bayer，医疗领域强势）、Lubrizol Estane（原始品牌，1959 年专利）、Wanhua Wanthane（中国领导者）、Huntsman Irogran。
主要应用：运动鞋和安全鞋底（Adidas Boost 使用革命性发泡 ETPU）、透明手机壳（防黄变牌号至关重要）、液压和气动软管、耐磨电缆护套、刚性医用导管、汽车安全气囊罩。加工：必须 80-110°C × 3-6 小时干燥（TPE 中吸湿性最强），熔体 180-220°C，模具 20-40°C。成本 $5-15/kg。你在加工 TPU 吗？欢迎在评论中分享你的经验。
这些数据表中显示的范围由 MVPS 团队根据各种参数表和文献整理而成，涵盖了每种材料类型的下限和上限。
在制定注塑工艺时，必须仔细核对这些信息。最终范围和加工公差由负责工程师承担责任。
不建议使用这些范围来制定特定的工艺公差。MVPS 始终建议索取并参考供应商的数据表。
一般性能
| 化学结构 | 无定形 |
| 比重（密度） | 0.95:1 |
| 长径比 (L/D) | 18 – 24 |
| 压缩比 | 2.5 – 3.5 |
| 锁模力系数 | 3.86 – 5.41kN/cm² |
| 热扩散率 | 0.2105mm²/s |
| 最大剪切速率 | 20,0001/s |
| 收缩率 | 0.1 – 1.2% |
| 回料 | ⚠ 注意 |
| 热变形温度 (HDT) @ 1.82 MPa | 77°C |
| 玻璃化转变温度 (Tg) @ 10°C/min | -46°C |
| 维卡软化点 @ 50N | 88°C |
干燥
| 干燥温度 | 71 – 96°C |
| 干燥时间 | 2 – 4h |
| 建议含水率 | 0.05% |
| 建议干燥机类型 | 除湿 |
| 露点 | -40°C |
温度
| 熔体温度 (Melt) | 216 – 229°C |
| 喷嘴 | 179 – 218°C |
| 前段 | 179 – 218°C |
| 中段 | 171 – 213°C |
| 后段 | 166 – 204°C |
| 脱模 | 43 – 57°C |
| 模具（冷却） | 27 – 46°C |
| 进料喉部 | 35 – 79°C |
工艺参数
| 背压 | 3.4 – 6.9bar |
| 螺杆转速 | 40 – 75RPM |
| 注射速度 | 低 |
| 料筒占用率 | 40 – 75% |
| 注射压力 | 200 – 600Pbar |
| 保压压力 | 50 – 480Pbar |
| 缓冲垫 | 5.1 – 12.7mm |
模具
| 流道直径 | 4.06 – 7.11mm |
| 浇口直径 | 1.02 – 1.52mm |
| 浇口面积 | 0.81 – 1.82mm² |
| 壁厚 | 0.51 – 4.57mm |
排气
| 深度 (Vent Depth) | 0.0203 – 0.0305mm |
| 长度 (Vent Land) | 0.508 – 1.02mm |
| 宽度 (Vent / Clearance) | 3.05 – 10.2mm |
| 释压槽 (Relief Channel) | 0.127 – 0.254mm |
常见问题
**TPU**（热塑性聚氨酯）是一种含两种交替组分的**嵌段共聚物**：
- **硬段**（重量比约 10-30%）：由**二异氰酸酯**（MDI、TDI 或 HDI）与**扩链剂**（通常为 1,4-丁二醇）反应形成。硬段聚集形成"结晶域"，作为物理交联点 —— 提供刚性、温度、强度。
- **软段**（重量比约 70-90%）：由**多元醇**形成 —— 可以是聚酯（聚酯多元醇）或聚醚（聚醚多元醇）。多元醇提供弹性、抗弯曲疲劳、能量回弹。
与热固性 PU（泡沫、记忆泡沫）不同，TPU **无永久化学交联** —— 物理域在加热时"断裂"，使热塑性加工成为可能。
**多元醇**的选择定义了 TPU 的特性：
- **酯型 TPU（聚酯基）**：更好的**拉伸强度**、**耐磨性**、**耐油/燃料性**、更高温度。**关键限制**：**在持续热水中水解** —— 酯键在 >60°C 的 H₂O 中缓慢断裂，使用数年内失效。应用：安全鞋底、液压软管、工业电缆护套。
- **醚型 TPU（聚醚基）**：**优异的耐水解性**（在热水中多年无降解）、**更好的低温柔性**（-40°C+）、**抗微生物性**（湿度下不支持真菌生长）。限制：较低的耐磨性。应用：医用导管、户外装备、屏幕保护膜、手机壳。
**2026 规则**：户外/潮湿/医疗 → **醚型**。工业/油/磨损 → **酯型**。
五大生产商主导全球市场约 85%：
- **BASF Elastollan**（德国）—— **世界领导者**。C 系列（酯型）、500/600（高端酯型）、1100/1200（醚型）、1400 系列（2024 年推出的高性能醚型）。
- **Covestro Desmopan**（德国，原 Bayer Material Science）—— 医疗和汽车领域强势。Desmopan Rx 医用级。
- **Lubrizol Estane**（美国）—— **原始 TPU**，BF Goodrich 1959 年专利。美国医疗和工业级牌号领导者。
- **Wanhua Wanthane**（中国）—— **亚洲产量领导者**，在大宗牌号中快速扩张。
- **Huntsman Irogran**、**Avient Versollan**、**Merquinsa Pearlthane** —— 次要参与者。
**干燥至关重要**（TPU 是 TPE 中最吸湿的）：
- **Shore A 60-85**（软）：80-90°C × 6 小时。
- **Shore A 85+** 和 **Shore D**：100-110°C × 3-5 小时。
- 最终湿度 <0.05%。除湿干燥机露点 <-30°C。
**熔体**：180-220°C（取决于 Shore —— 软 180-200°C，刚性 200-220°C）。
**模具**：20-40°C（像其他 TPE 一样冷）。
**停留时间**：<8 分钟。TPU 在料筒内长时间停留会快速降解 —— 班次结束时用 PE/PP 清洗。
**注射速度**：中等。过度剪切产生烧焦材料。
**Adidas Boost**（2013 年与 BASF 合作推出）使用 **ETPU**（发泡 TPU）取代传统 EVA 泡沫。差异：
- **>90% 能量回弹**（vs EVA 60-65%），因为**单独发泡的 TPU 微球** —— 每个"boost"都是用超临界 CO₂ 吹塑的 TPU 球，在模具热定型过程中与邻居融合。
- **热稳定性**：ETPU 不会随热变实（vs EVA 在炎热气候中失去响应）。
- **无限抗弯曲疲劳**：鞋子在 500-1000 km 跑步中保持响应。
应用：**Adidas Ultraboost、Yeezy Boost 350/700**、Solar Boost、Pulseboost。**Nike** 以 ZoomX（发泡 PEBA —— 见 [TPA](/zh/desktop/datos-de-resina/tpa)）回应。**2026 高端跑鞋市场**分为这两个阵营。
五个综合原因：
- **(1) 光学透明度**（特定牌号）：展示手机标志和设计。
- **(2) 减震** Shore A 80-90：保护跌落而不增加过多体积。
- **(3) 不滑的软触感**。
- **(4) 耐汗、油、酒精**（手、洗手液）。
- **(5) 特定防黄变牌号**（Wanhua Wanthane CA、BASF Elastollan SP），含 UV 稳定剂，使手机壳在 6 个月内不变黄。
**高端品牌**：Spigen、OtterBox、UAG、Mous 使用 TPU（通常背面 PC 与边缘 TPU 结合用于减震）。
**限制**：TPU **最终总会变黄** —— 防黄变牌号将使用寿命延长至 1-2 年，但没有 TPU 是无限期 100% 颜色稳定的。
- **TPU 优势**：**耐磨性**、**拉伸强度**、**成本**（约 LSR 的 30-50%）、**在常规热塑性机器上加工**（无需专用设备）、**优越的透明度**、**更宽的 Shore 范围**（A60-D80）。
- **LSR 优势**：**温度**（持续使用 200°C+ vs TPU 90-110°C）、**可植入生物相容性**、**低温**（-50°C 不变硬）、**极低压缩永久变形**、**无限 UV 稳定透明度**。
**2026 规则**：用于**消费品包胶、手机壳、鞋类、电缆** → **TPU**。用于**可植入医疗、高温部件、微流体** → **LSR**。
**因 Shore 和配方而异**：
- **软 TPU Shore A 70-85**：1.0-2.0%（较高，弹性体更多）。
- **中等 TPU Shore A 85-95**：0.7-1.3%。
- **刚性 TPU Shore D 50-75**：0.5-1.0%。
各向异性中等（MD vs TD 差异 0.1-0.3%）。TPU 是低结晶度（~10-20%）半结晶，因此收缩可预测，但**模后尺寸稳定性**很大程度上取决于冷却 —— 建议对严格公差零件（鲁尔接头、医用连接器、click-fit 手机壳）进行 **80°C 退火 1-2 小时**。
**生物相容醚型 TPU** 是以下应用的标准：
- **刚性导管杆**：Pebax 太软的场合，刚性 TPU（Shore D 55-75）提供更多推力。Estane 5800 系列、Desmopan Rx。
- **引流、胃造瘘、Foley 导管**：软 TPU Shore A 70-90，解剖适应而不变硬。
- **医院手腕带**（Estane、Wanthane CL）：患者识别。
- **伤口敷料和透气膜**（具有选择性水蒸气渗透性的 TPU 膜）。
- **无 DEHP IV 管材**：欧洲 MDR 中含 DEHP 的 FPVC 替代品。
- **心脏辅助装置**：特殊血液接触生物相容 TPU（Carbothane、Pellethane —— Lubrizol）。
合规性：USP Class VI、ISO 10993，可 EtO 和伽马灭菌。**不可 134°C 蒸汽高压灭菌**（TPU 失去性能）—— 如需反复高压灭菌，选 Pebax 或 PEEK。
**干燥不足** —— TPU 是 TPE 家族中最吸湿的，醚型在环境空气中 24 小时吸收 **0.5-1%** 湿度。如以 >0.05% 湿度加工，**保证缺陷**：
- **注塑件中的气泡和银纹**。
- **加工过程中软段水解** → 分子量下降 → 数月后零件变脆。
- **表面溅射痕迹**。
**解决方案**：必须 80-110°C × 3-6 小时干燥（根据 Shore），除湿干燥机露点 <-30°C，**装料前 1 小时内不要开袋**，热带气候需要在线干燥或干燥剂袋。
第二个问题：**螺杆尺寸不匹配** —— 软 TPU（Shore A <85）需要**低压缩比螺杆（1.5-2.0 比率）**和慢速螺杆速度以避免剪切烧焦。压缩比 3.0+ 的通用 PE 螺杆会快速降解软 TPU。