弹性模量对于车衣膜的意义是什么

弹性模量对汽车隐形车衣膜的意义

对于大多数车主来说，“弹性模量”是一个完全陌生的词，少数隐形车衣用户可能听说过隐形车衣膜，那么，在 TPU 涂料领域，弹性模量的概念是什么？当我们讨论弹性模量的时候，我们在讨论什么？合适的弹性模量是多少？

什么是弹性模量？

弹性模量是材料固有的一个重要物理量，当外力作用于弹性体时，弹性体会改变其形状，这就是所谓的“变形”。在弹性变形阶段，材料的应力之和应成正比(即符合虎克定律)，其比例系数称为弹性模量。“弹性模量”的一般定义是应力除以应变。

弹性模量表示材料在一定应力作用下弹性变形的困难程度。弹性模量越大，变形越困难。

弹性模量对汽车隐形车衣膜的意义

优良的延展系统性能和超强的拉伸运动强度是TPU车衣膜的重要工作性能和明显发展优势，这主要就是得益于TPU材料具有良好的物性。

TPU作为弹性体，是介于橡胶和塑料之间的一种材料，这从它的弹性模量可以看出来。

橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa，伸长率可达到1000％，但加工性能较低，需要进行硫化处理；

TPU的弹性模量在10~1000Mpa，范围比橡胶宽，拉伸强度高达70MPa，伸长率可高达800%，不需要硫化，可以通过普通的热塑性成型机进行加工；

塑料（尼龙，ABS，PC，POM）的弹性模量在1000~10000Mpa，弹性和伸长率远不及橡胶和TPU，但易于成型加工。

因此，TPU材料兼具橡胶的高弹性和塑料的加工性能的优点，使用TPU材料制作的车衣膜，在延展性能和拉伸强度方面表现卓越。

上文可知，弹性模量越大，发生变形越难，表现在车衣膜上，就是伸长率越低。但TPU材料的弹性模量范围很宽，这样一来，TPU的配方和性能可进行多种排列组合，怎样的配比才是最适合制作车衣膜的？这时候，弹性模量的取值成为重要指标之一。

同时，TPU车衣膜的弹性模量也是其屈服强度、断裂韧性等力学性能的测量与评定的基础。

弹性模量取值多少合适呢？

这里要提到TPU的另一个力学性能——硬度。TPU分子链由软段和硬段组成，硬段含量越高，同时，TPU的硬度随之上升，弹性模量也越大，所以，弹性模量与硬度有一定的相关性。

弹性模量越低，硬度越低，车衣膜产品偏软，虽然好拉伸，但在施工中，赶水时弧度大的地方及边角处容易出现蚯蚓纹或胶花，甚至回弹应力大，容易起边；

弹性模量越高，硬度越高，车衣膜产品偏硬，施工拉伸难，尤其在北方的冬天，产品体现不出柔软的弹性，没有蒸汽的协助很难施工。

车衣膜其弹性模量该如何取值才合适？还得跟据车衣膜施工而定，首先要考虑施工的正常拉伸率，除后视镜外，施工拉伸率为25%以下最为合适，既然弹性模量为施工难易的一个评判指标，自然取值为施工中的更大拉伸率所呈现的数据最有意义。

根据大量的精密拉伸试验以及市场反馈数据，其弹性模量为12-22MPa较为合适。

弹性模量为什么是一个范围而不是固定的值呢？因为不同厂家或同一厂家的不同款车衣的主打性能不同，有些款更强调拉伸性能，有些款可能更侧重其硬度，因此，弹性模量的数值也不尽相同。另外，弹性模量还会受到温度等外界环境的影响，取值时厂家要综合考量。

弹性模量的影响因素是什么？

TPU汽车涂膜是一种复合膜，由TPU基材、涂层和胶水组成。因此，这三者都对汽车涂膜的弹性模量有影响。其中，TPU基材由于比重较大，对车衣膜的弹性模量影响较大。

TPU粒子的硬段含量起着决定性的作用，因此TPU衬底的粒子硬度非常重要，最合适的范围是90 ~ 95 a

TPU基材的弹性模量的决定性影响因素还包括TPU粒子的配方组成、生产企业厂家技术以及施工工艺发展条件。

TPU属于一种热塑性聚氨酯，其拉伸系统性能受温度的影响比较大，伴随着环境温度的逐渐发展上升，拉伸性能也将逐渐由硬脆向粘强转变，拉伸运动强度和弹性模量随之不断变小。这也是中国北方地区冬季贴膜时会需要用到吹风机的原因。

另外，由于薄膜厚度很薄(相关数据可参考前文) ，很容易产生尺寸效应，也就是说，薄膜的弹性模量会受到薄膜厚度的影响。

涂层的硬度也非常重要。软涂层可以保持基材的模量，但容易老化，产生雨斑。硬涂层可以保持亮度持久，抗雨斑，但是非常容易增加负荷。

TPU 基体与涂层、胶水之间也存在一定的相互作用，因此三者之间的亲和性和相容性将影响涂层的弹性模量。目前，是时候测试 TPU 涂层厂家弹性模量的稳定性了。