套管中的王者—TPU套管

2021-02-23 線束中國

德系車線束除了使用PVC套管以外，在某些地方還會使用TPU套管。TPU套管外表啞光，有磨砂質感，給人一種靠譜的感覺。就連ABS線束也採用TPU作為護套，可見這種材料確實能起到很好的保護作用。

TPU (Thermoplasticpolyurethane)  是一種熱塑性彈性體材料(elastomer)，所謂彈性體是指玻璃化溫度低於室溫，斷裂伸長率>50%，外力撤除後復原性比較好的高分子材料。這種高分子材料同時具有塑料和橡膠的優點（可熱加工和高彈性回復），又克服了橡膠加工時的環保問題，是一類快速發展的高分子材料。TPU在化學結構(如圖1所示)上沒有或很少交聯，其分子基本是線性的，然而卻存在一定的物理交聯

圖1 TPU的化學結構

以TPU材料製成的套管，低溫柔韌性非常好，這非常有利於在寒冬使用。PVC套管如果要在零下40˚C下使用，要添加高等級的增塑劑（如醚酯類增塑劑，價格高產量少）否則容易發生低溫脆裂；如果要在125˚C下長期使用也需要高等級的穩定劑配合。TPU材料不需要任何添加助劑就能在-40˚C到125˚C的溫度範圍內使用，如果經過適當的分子設計，也可以在150˚C下長期使用。所以PVC的添加劑種類多，含量高，而TPU天然具有柔性，不需要增塑劑，是一種綠色環保的材料，在很多領域都開始逐步替代PVC，只是由於汽車工業非常重視材料的價格，這樣給PVC留下了生存空間。

TPU另一個突出優點是耐磨性好。按照ISO6722的針式刮磨測試方法，壁厚為0.5mm的TPU套管可以抵抗>10,0000次以上的刮擦，而GMW17402的要求僅僅是5000-15000，在工藝允許的條件下壁厚還有進一步降低的空間。

此外TPU對油類（礦物和潤滑油）和許多溶劑有良好的抵抗能力，但是不能耐受電池酸（如圖2所示）；TPU 還有良好的耐候性和抗撕裂性。

  圖2 TPU被電池酸腐蝕(GMW17402)

 

業內一般使用Uniwell公司的TPU套管，其原材料特性如表1所示

表1 擠出型TPU材料參數

TPU的原材料供應被外資企業如BASF，Huntsman等壟斷，價格一直居高不下，但近些年可以明顯看到國內化工企業（如煙臺萬華，溫州華峰）的技術突破，在很多牌號上已經可以直接與外資企業競爭，這將進一步降低原材料成本，也許將來能夠完全替代PVC材料。

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