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                  聚酯TPU和聚醚TPU的區別

                  作者:原創      發布時間:2021-06-02 09:58:46  幫助了:754人

                  摘要:聚酯TPU和聚醚TPU的區別:熱塑性聚氨酯彈性體簡稱TPU,又稱PU熱塑性塑料。它是由低聚物多元醇軟鏈段和二異氰酸酯-擴鏈劑硬鏈段組成的線性嵌段共聚物。 TPU分子中含有-NH-COO-基團,其許多特性取決于長鏈二醇的類型。其硬度通過硬鏈段的比例進行調節,加入光穩定劑可改善其光老化性能。它還取決于異氰酸酯是芳香族的還是脂肪族的。

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                  聚酯TPU和聚醚TPU的區別:

                  TPU簡介


                  熱塑性聚氨酯彈性體簡稱TPU,又稱PU熱塑性塑料。它是由低聚物多元醇軟鏈段和二異氰酸酯-擴鏈劑硬鏈段組成的線性嵌段共聚物。


                  TPU分子中含有-NH-COO-基團,其許多特性取決于長鏈二醇的類型。其硬度通過硬鏈段的比例進行調節,加入光穩定劑可改善其光老化性能。它還取決于異氰酸酯是芳香族的還是脂肪族的。


                  脂肪族和芳香族的區別


                  芳香族異氰酸酯用于您不關心紫外線引起的氧化和變色的場合。用芳香族多異氰酸酯制備的聚氨酯涂料很容易氧化,因此在陽光直射下更容易降解。


                  相比之下,脂肪族異氰酸酯主要用于制造耐光涂料。此類產品必須用于必須對紫外線或陽光穩定的場合,例如汽車清漆和許多水性配方。


                  脂肪族異氰酸酯


                  脂肪族多異氰酸酯賦予聚氨酯涂料優異的耐化學性和良好的耐老化性。由于不含苯基,脂肪族異氰酸酯的應用可確保在惡劣條件下持久粘合。


                  芳香族異氰酸酯


                  與脂肪族衍生物相比,這兩類產品的衍生物使涂料的耐老化性(黃變)和耐化學性差(尤其是耐堿性差)。因此,芳香族多異氰酸酯主要用于內飾(地板涂料、儲罐涂料等)或作為底漆。就連底漆在汽車領域的使用也越來越少,因為底漆發黃會影響面漆的顏色,造成層間剝離。


                  一般來說,芳香族多異氰酸酯主要不是用于涂料。例如,80%的TDI產品用于制作軟泡,65%的MDI產品用于制作硬泡。


                  聚醚TPU和聚酯TPU的區別不同的


                  TPU的軟段可使用多種多元醇,大致可分為聚醚型和聚酯型兩大類。


                  聚醚型(Ether):強度高、耐水解和回彈性高,低溫性能好。


                  聚酯型(Ester):更好的拉伸性能、彎曲性能、耐磨性、耐溶劑性和更高的耐高溫性。


                  軟段的差異對物理性能有以下影響:

                  抗拉強度聚酯系列> 聚醚系列

                  撕裂強度聚酯系列> 聚醚系列

                  耐磨聚酯系列> 聚醚系列

                  耐化學性 聚酯系列> 聚醚系列

                  汽化聚酯系列 <聚醚系列

                  耐低溫沖擊 聚酯系列 <聚醚系列

                  透明聚酯系列> 聚醚系列

                  抗菌性 聚酯系列 <聚醚系列


                  七大區別


                  生產材料和配方的差異


                  (1)生產聚醚TPU的原料主要有4-4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚四氫呋喃(PTMEG)、1,4-丁二醇(BDO),MDI的用量約為40%左右, PTMEG約占40%,BDO約占20%。


                  (2)聚酯TPU生產的原料主要有4-4'-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇(BDO)、己二酸(AA)。 MDI的用量約為40%,AA約占35%,BDO約占25%。


                  分子質量分布和影響


                  聚醚的相對分子質量分布服從泊斯在概率方程上,相對分子質量分布較窄;而聚酯二醇的相對分子質量分布服從Flory概率分布,相對分子質量分布較寬。


                  軟鏈段的分子量對聚氨酯的機械性能有影響。一般來說,假設聚氨酯的分子量相同,如果軟鏈段是聚酯,則聚氨酯的強度會隨著聚酯二醇分子量的增加而增加;如果軟鏈段是聚醚,則聚氨酯的強度隨著聚醚二醇分子量的增加而降低,但伸長率增加。這是因為聚酯軟鏈段本身極性較大,分子量大,結構規整度高,有利于提高強度,而聚醚軟鏈段極性較小。如果分子量增加,聚氨酯的硬鏈段相對含量減少,強度降低。


                  機械性能比較


                  聚醚、聚酯和其他低聚物多元醇形成軟鏈段。軟鏈段占據了聚氨酯的大部分,不同低聚物多元醇和二異氰酸酯制備的聚氨酯性能不同。以極性強的聚酯為軟鏈段得到的聚氨酯彈性體和泡沫具有更好的機械性能。由于聚酯制成的聚氨酯中含有極性大的酯基,不僅硬鏈段之間可以形成氫鍵,而且軟鏈段上的極性基團可以與硬鏈段上的極性基團發生部分相互作用。團簇形成氫鍵,使硬相可以更均勻地分布在軟相中,起到彈性交聯點的作用。有些聚酯在常溫下會形成軟段晶體,影響聚氨酯的性能。聚酯聚氨酯的強度、耐油性和熱氧化安定性均高于PPG聚醚型,但其耐水解性不如聚醚型。


                  水解穩定性比較


                  聚酯熱塑性聚氨酯經碳化二亞胺保護后,耐水解性提高。聚醚酯型熱塑性聚氨酯和聚醚型熱塑性聚氨酯在高溫下的耐水解性最好。


                  滌綸易受水分子的攻擊而斷裂,水解產生的酸能催化滌綸的進一步水解。聚酯的種類對彈性體的物理性能和耐水性有一定的影響。隨著聚酯二醇原料中亞甲基數目的增加,所制備的聚酯聚氨酯彈性體的耐水性提高。酯基含量較少,耐水性也較好。同樣,用長鏈二元酸合成的聚酯比用短鏈二元酸合成的聚酯基聚氨酯具有更好的耐水性。


                  微生物耐藥性比較


                  聚酯軟質熱塑性聚氨酯與潮濕土壤長期接觸會被微生物腐蝕,而聚醚軟質或硬質熱塑性聚氨酯和聚醚熱塑性聚氨酯或硬質熱塑性聚氨酯一般不會被微生物侵蝕。


                  價格對比


                  聚醚聚氨酯彈性體的價格遠高于聚酯聚氨酯彈性體。主要原因是:

                  ①聚醚型聚氨酯彈性體具有良好的耐水解性、耐低溫性、耐彎曲性。

                  ②與聚酯多元醇相比,構成TPU軟段的聚醚多元醇原料價格較高。

                  ③聚醚多元醇的生產工藝比聚酯多元醇復雜得多。

                  ④ 反應過程中聚醚多元醇的工藝條件難以控制。

                  ⑤在聚醚多元醇的生產中,對生產設備的要求比較高,同時在生產過程中必須采取一定的防護措施。


                  加工差異比較


                  1. 干燥


                  眾所周知,聚氨酯是一種極性聚合物,暴露在空氣中會慢慢吸收水分。它是由具有吸濕性的 TPU 粒料通過熔融加工形成的。水在加工溫度下蒸發,使制品表面不光滑,內部產生氣泡,降低物理性能。因此,為了保證產品的性能,防止在熔融加工過程中水分蒸發產生氣泡,在TPU加工前,一般需要對粒料進行干燥處理。


                  我們走在 TPU 酯類和醚類產品前面在比較水解穩定性的過程中也對其進行了分析。因為聚酯容易受到水分子的攻擊而斷裂,水解產生的酸可以催化聚酯進一步水解。一般情況下,同等條件下,聚酯TPU的含水量遠高于聚醚TPU。因此,在干燥過程中應特別注意聚酯TPU。要徹底干燥,嚴格控制干燥條件。


                  2、保壓階段


                  聚合物熔體注射成型時,無論是預成型階段還是注射階段,熔體都必須受到內部靜壓和外部動壓的共同作用。在保壓階段,聚合物熔體將受到高壓。在此壓力下,分子鏈之間的自由體積將被壓縮。隨著分子鏈之間的自由體積減小,大分子鏈的閉合會增強分子間作用力。也就是說,粘度增加。另外,由于聚醚TPU的醚鍵的內聚能較低,鍵的旋轉勢壘較小,導致加強分子鏈緊密鏈段之間的作用較小,所以當分子被壓縮時,分子鏈的相對位移大,因此粘度可以在很大范圍內變化。另外,由于聚醚TPU的分子鏈比聚酯TPU軟很多,更難形成永久變形。因此,在聚醚TPU加工過程中保持壓力時,與聚酯TPU相容。相比之下,聚醚TPU需要控制更長的保溫時間。


                  3. 處理時間


                  一般來說,分子量增加導致分子鏈變長,分子鏈重心移動得越慢,抵消鏈段之間相對位移的機會就越多,長分子鏈的柔韌性就越大,纏結點的增加,以及鏈條的松脫和打滑。移動困難,使流動過程的阻力增加,所需的時間和能量也增加,表現出粘度對剪切的敏感性。一般情況下,聚酯TPU的分子量比聚醚TPU大,所以它的加工成型這將需要更長的時間。


                  4.加工溫度


                  由于聚酯TPU通常比聚醚TPU具有更寬的分子量分布,因此加工過程中所需的溫度更高。由于聚醚TPU的氮氧鍵更容易斷裂,因此其加工需要相對較低的溫度。


                  5.壓力


                  由于聚酯TPU具有較高的分子內聚能,其分子結構中的氮氧鍵也較難斷裂,因此其加工,即破壞其分子鍵,需要較高的溫度和壓力。


                  6、冷卻


                  由于聚酯TPU內摩擦力比較大,分子內聚能大,即使恢復到正常狀態也很難冷卻,所以需要很長的冷卻時間。


                  7. 流動性


                  由于聚醚TPU的醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉勢壘較小。隨著聚醚相對分子量的增加,其鏈更加柔韌,其分子鏈具有高度的柔韌性,因此表現出良好的性能。流動性,而滌綸TPU略遜一籌。



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