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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

谈谈聚醚型TPU和聚酯型TPU之间的那些差异

      聚醚TPU与聚酯TPU的区别有哪些

      TPU是介于橡胶和塑料的一类高分子材料,全称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。TPU分子结构上可分为硬段与软段两部分,软段结构成分多使用多种聚醇原料,常见可分为聚醚系及聚酯系两类。聚醚型TPU与聚酯型TPU产生差异的主要原因是由于其软段结构,TPU的软段成分主要影响到热塑性聚氨酯(TPU)的低温柔软性和长期耐老化性。抗黄变剂在TPU材料中具有重要的应用,它可以有效提升TPU的长期耐老化性和耐黄变性能。

       聚醚型TPU具有高强度、耐水解和高回弹性,耐低温性能好,通常用于软泡、硬泡,硬质塑料和表面涂料、高回弹软质泡沫的加工生产聚酯型TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性和耐溶剂性能,能耐较高温度,通常用于软泡、硬泡、低密度半硬泡、软质涂料、弹性体和胶粘剂、实芯和微孔弹性体的生产。以下列举出聚醚型TPU与聚酯型TPU之间存在的明显差异。

       一、生产原料的差异。

       聚醚型TPU的生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)、1、4—丁二醇(BDO),其中MDI的用量约在40%左右,PTMEG约占40%,BDO约占20%;聚酯型的TPU生产原料主要有4-4’—二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1、4—丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI的用量约在40%,AA约占35%,BDO约占25%。

       二、分子质量分布差异。

       聚醚的相对分子质量分布较窄,相对分子质量分布遵循Poisson几率方程;聚酯二元醇的相对分子质量分布则服从Flory几率分布,相对分子质量分布较宽。TPU软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响。一般来说,假定聚氨酯分子量相同,其软段若为聚酯,则聚氨酯的强度随作聚酯二醇分子量的增加而提高;若软段为聚醚,则聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降,不过伸长率却上升。因为聚酯型软段本身极性就较强,分子量大则结构规整性高,对改善强度有利,而聚醚软段则极性较弱,若分子量增大,则聚氨酯中硬段的相对含量就减小,强度下降。

       三、力学性能差异。

       TPU材料合成中,聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段,软段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不相同。极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。因为聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基,这使TPU分子内部不仅硬段间能够形成氢键,而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键,使硬相能更均匀地分布于软相中,起到弹性交联点的作用。在室温下某些聚酯可形成软段结晶,影响TPU的性能;聚酯型TPU的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。

       四、水解稳定性的区别。

       聚酯型TPU的强度、耐油性、热氧化稳定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。分子链上的聚酯结构易受水分子的侵袭而发生断裂,且水解生成的酸又能催化聚酯进一步水解。合成用的聚酯种类对TPU弹性体的物理性能及耐水性能有一定的影响,随聚酯二醇原料中亚甲基数目的增加,制得的聚酯型TPU弹性体的耐水性提高。酯基含量较小,其耐水性也较好;同样,采用长链二元酸合成的聚酯,制得的TPU弹性体的耐水性比短链二元酸的聚酯型TPU好。聚酯型热塑性TPU用碳化二亚胺进行保护后,耐水解性有所提高。

      五、耐微生物性的区别。

      聚酯型软质聚氨酯与潮湿的土壤长时间接触,会被微生物侵蚀,而聚醚型软质或硬质热塑性聚氨酯以及聚醚型热塑性聚氨酯或硬质热塑性聚氨酯通常不会受到微生物侵蚀。

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