Page 37 - 《橡塑智造与节能环保》2020年7期

节能环保新技术与产品 ■

率下进行的初步试验确定，确保每个ASTM D638试样 本上为零塑性变形。半刚性材料（Armadillo，尼龙
在0.5到5min内破坏。 645）中，Armadillo在15%应变以下应力最高。即便在
1.4 磨损测试 30%应变时，高弹性材料（Ninja Flex与Cheetah）也没
用Taber Industries 5700线性磨耗试验机测试耐磨 有达到它的屈服点。从图1b可看出TPU的完整数据。
性。在试验机顶端放置质量为600g的砝码，并在40次/ 每个TPV都有独特的形状，显示应力随着应变的增加
min的速度下进行10000次。结果是原试样质量相比磨 而逐渐增大，这是由于应变硬化效应，即单体从随机
损试样的质量损失。 取向排列重排为有序排列。TPU的总体应力和应变与
硬软链段比例和硬变相关。高硬高材料具有较多硬段
2 结果与讨论 和较高的极限应力，而更低硬度材料具有较多软段和
拉伸试验结果如图1(a)和1(b)所示。刚性热塑 较高极限应变。
性塑料PLA与ABB强度高，但在10%应变下破坏，基 而积分应力与应变典线下的面积可得到韧性值。

图1 PLA、ABS、TPU和尼龙645的应力-应变曲线：（a）应变30%以下的放大图；（b）至800%应变的整个曲线

韧性是材料吸收能量和无破坏塑性变形的能力。积 所有测试材料中，Armadillo 75D质量损失最小。软、
分表1曲线得到图2。如前面所述，刚性热塑性材料 硬段共聚使所有Ninja Tek TPU具有优异的耐磨性。
PLA和ABS几乎完全没有塑料变形，在低变下破坏，
导致它们韧性极低。TPU材料的韧性比尼龙645高， 3 结束语
Cheetah 95A由于破坏时的应力、应变高，所以韧性最 TPU是性能可以调节的一种独特的共聚物材
好。 料，而性能取决于所选的软、硬段及其比例。Ninja
耐磨性是指材料接触另一个材料表面摩擦时抗磨 Tek TPU优于FDM 3D打印使用的传统热塑性材料。
损的能力。在图3中表示出各种材料的质量损失，说明 Armadillo是硬度最高的TPU，并具有最好的拉伸性能
材料耐磨性的好坏。TPU材料具有最好的耐磨性，在

表1 Ninja Tek材料一览表
弹性 半刚性
Ninja Tek 3D细丝对比
Cheetah Ninja Flex Armadillo Alloy910 Nylon645 Ninja Tek ABS Ninja Tek PLA
BB最好，B较好，G好
拉伸强度 B G BB G G G BB
弹性（扯断伸长率） B NN G G G - -
韧性/耐久性（应力-应变曲线） BB G B BB G - -
耐冲击性能 BB G G - G B -
磨损和撕裂（耐磨性） BB B BB - - G -
邵尔A硬度 95A 85A 75D 85D 85D 70D 75D
酸、油、碱、 酒粮、燃油和
耐化学品性能 油、燃油和碱 油、燃油和碱 酒精、燃油和碱 酸和碱 -
水和燃油 碱
2020年 总第43期 第4卷 第7期 15