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热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane)的大分子为软-硬段的嵌段型结构,依据软段构成不同可分为聚酯型和聚醚型。TPU综合性能优越,兼有优异的弹性和加工性,应用领域广泛。而具有多孔性结构的TPU发泡材料,其质轻、成本低,回弹性和缓冲性能更佳。目前,发泡珠粒的生产和应用为研究热点,但关于热塑性聚氨酯发泡珠粒(ETPU)的研究还较少。本论文选用聚酯型TPU-1#(DP3070A)和聚醚型TPU-2#(Elastollan 1170A),以超临界CO2为发泡剂,通过间歇法制备ETPU,研究饱和压力、温度和时间对其发泡状态、表观形态和熔融结晶特性等性能的影响,并确定合理的的发泡工艺条件。对TPU-1#(DP3070A)的珠粒发泡研究发现:制备DP3070A发泡珠粒的温度可在80℃-95℃;随着饱和温度提高或饱和时间增加,珠粒的初始和最终发泡倍率增加、泡孔密度下降;随着饱和压力增加,珠粒的初始和最终发泡倍率、泡孔密度都增加;但过高的压力和温度会导致发泡珠粒收缩严重,表皮质量变差,优化的工艺条件为85℃-12MPa-2h,其最终发泡倍率为4.20倍,珠粒表皮光滑、致密;发泡过程使TPU原料的双熔融峰逐渐消失,发泡珠粒的熔点随压力增加而提高,熔融焓随着饱和时间增加而增加。对TPU-2#(Elastollan1170A)的珠粒发泡研究发现:制备Elastollan1170A发泡珠粒的温度可在105℃-120℃;随着饱和温度提高或饱和时间增加,珠粒的初始发泡倍率增加显著,最终发泡倍率增加幅度较小;而随着饱和压力增加,珠粒的初始发泡倍率和泡孔密度增加显著,最终发泡倍率相差不多;过高的压力和温度会导致发泡珠粒收缩严重,表皮质量变差,优化的工艺条件为105℃-10MPa-3h和105℃-12MPa-2h,其最终发泡倍率分别为4.08倍和4.12倍,珠粒表皮光滑、致密;发泡过程使TPU原料的双熔融峰逐渐消失,随着温度提高或者饱和时间增加,发泡珠粒的熔点提高,熔融焓也有所增加。在研究二阶泄压和混合气体(N2+CO2)发泡工艺中发现:相比于一阶泄压,压力从10→7→0MPa的二阶泄压工艺制备的ETPU有更大的初始发泡倍率和泡孔密度,泡孔仍为闭孔结构,最佳工艺条件为饱和温度105℃、饱和时间1h,泄压从10→7→0MPa,其最终发泡倍率为4.06倍,珠粒表皮光滑、致密。而采用混合气体制备的ETPU,其发泡倍率和收缩率都有所下降,但泡孔直径较大,优化的工艺条件为饱和温度115℃、饱和时间2h,N2和CO2的质量比为1:27,其最终发泡倍率为5.33倍,珠粒表皮略显粗糙。