Het verschil tussen TPU-polyether en polyester.

Het verschil tussenTPU-polyethertypeEnpolyester type

TPU kan worden onderverdeeld in twee typen: polyether en polyester. Afhankelijk van de specifieke eisen van de producttoepassing, moet het juiste type TPU worden gekozen. Als bijvoorbeeld de eisen aan de hydrolysebestendigheid relatief hoog zijn, is polyether-TPU geschikter dan polyester-TPU.

Laten we het vandaag dus hebben over de verschillen tussenpolyether type TPUEnpolyester type TPUEn hoe kunnen we ze onderscheiden? Hieronder worden vier aspecten nader toegelicht: verschillen in grondstoffen, structurele verschillen, prestatievergelijkingen en identificatiemethoden.

1. Verschillen in grondstoffen

Ik denk dat veel mensen wel bekend zijn met het concept van thermoplastische elastomeren. Deze materialen hebben als structuurkenmerk dat ze zowel zachte als harde segmenten bevatten, wat zorgt voor flexibiliteit en stijfheid.

TPU bevat zowel zachte als harde ketensegmenten, en het verschil tussen TPU van het polyethertype en TPU van het polyestertype zit hem in het verschil in zachte ketensegmenten. Dit verschil is al te zien aan de grondstoffen.

Polyether-type TPU: 4,4'-difenylmethaandiisocyanaat (MDI), polytetrahydrofuran (PTMEG), 1,4-butaandiol (BDO), met een dosering van ongeveer 40% voor MDI, 40% voor PTMEG en 20% voor BDO.

Polyester TPU-type: 4,4'-difenylmethaandiisocyanaat (MDI), 1,4-butaandiol (BDO), adipinezuur (AA), waarbij MDI ongeveer 40%, AA ongeveer 35% en BDO ongeveer 25% uitmaakt.

We kunnen zien dat de grondstof voor het zachte ketensegment van het polyether-type TPU polytetrahydrofuran (PTMEG) is; de grondstof voor de zachte ketensegmenten van het polyester-type TPU is adipinezuur (AA), waarbij adipinezuur reageert met butaandiol om polybutyleenadipaatester te vormen als zacht ketensegment.

2. Structurele verschillen

De moleculaire keten van TPU heeft een (AB) n-type bloklineaire structuur, waarbij A een polyester of polyether met een hoog moleculair gewicht (1000-6000) is, B over het algemeen butaandiol is, en de chemische structuur tussen de AB-ketensegmenten diisocyanaat is.

Afhankelijk van de verschillende structuren van A kan TPU worden onderverdeeld in polyestertype, polyethertype, polycaprolactontype, polycarbonaattype, enzovoort. De meest voorkomende typen zijn polyether-TPU en polyester-TPU.

Uit bovenstaande afbeelding kunnen we opmaken dat de moleculaire ketens van zowel polyether-TPU als polyester-TPU lineaire structuren zijn, waarbij het belangrijkste verschil zit in de vraag of het flexibele ketensegment een polyetherpolyol of een polyesterpolyol is.

3. Prestatievergelijking

Polyetherpolyolen zijn alcoholpolymeren of oligomeren met etherbindingen en hydroxylgroepen aan de uiteinden van de moleculaire hoofdketenstructuur. Dit komt door de lage cohesie-energie van de etherbindingen in hun structuur en het gemak waarmee ze kunnen roteren.

Daarom heeft polyether-TPU uitstekende flexibiliteit bij lage temperaturen, hydrolysebestendigheid, schimmelbestendigheid, UV-bestendigheid, enz. Het product voelt prettig aan, maar de afpelsterkte en breuksterkte zijn relatief laag.

De estergroepen met een sterke covalente bindingsenergie in polyesterpolyolen kunnen waterstofbruggen vormen met harde ketensegmenten, die fungeren als elastische verknopingspunten. Polyester is echter gevoelig voor breuk door de indringing van watermoleculen, en het zuur dat ontstaat bij hydrolyse kan de hydrolyse van polyester verder katalyseren.

Polyester-TPU heeft daarom uitstekende mechanische eigenschappen, slijtvastheid, scheurweerstand, chemische corrosiebestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid en is gemakkelijk te verwerken, maar heeft een slechte hydrolysebestendigheid.

4. Identificatiemethode

Wat betreft de keuze voor het beste TPU-type, kan alleen gezegd worden dat de selectie gebaseerd moet zijn op de fysieke eisen van het product. Voor goede mechanische eigenschappen is polyester-TPU geschikter; als rekening wordt gehouden met kosten, dichtheid en de gebruiksomgeving van het product, zoals bij de productie van waterattractieproducten, is polyether-TPU geschikter.

Wanneer je echter twee soorten TPU's kiest, of per ongeluk door elkaar haalt, zien ze er qua uiterlijk niet significant anders uit. Hoe kunnen we ze dan onderscheiden?

Er bestaan ​​diverse methoden, zoals chemische colorimetrie, gaschromatografie-massaspectrometrie (GCMS), midden-infraroodspectroscopie, enzovoort. Deze methoden stellen echter hoge technische eisen en nemen veel tijd in beslag.

Bestaat er een relatief eenvoudige en snelle identificatiemethode? Het antwoord is ja, bijvoorbeeld de dichtheidsvergelijkingsmethode.

Deze methode vereist slechts één dichtheidsmeter. Neem bijvoorbeeld een zeer nauwkeurige rubberdichtheidsmeter; de meetstappen zijn als volgt:

Plaats het product in de weegschaal, toon het gewicht van het product en druk op de Enter-toets om het gewicht te onthouden.
Plaats het product in water om de dichtheidswaarde te meten.
Het hele meetproces duurt ongeveer 5 seconden. Vervolgens kan onderscheid worden gemaakt op basis van het principe dat de dichtheid van TPU van het polyestertype hoger is dan die van TPU van het polyethertype. Het specifieke dichtheidsbereik is: TPU van het polyethertype -1,13-1,18 g/cm³; TPU van het polyestertype -1,18-1,22 g/cm³. Met deze methode kan snel onderscheid worden gemaakt tussen TPU van het polyestertype en het polyethertype.