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[高新技术 ] TPU聚酯型和聚醚型在性能上的优缺点?

P: 2007-10-11 11:24:03

1

哪位专家帮忙解答一下,除了性能外,在加工上面有何不同,谢谢!

optical line equipment - 光线路设备 点赞(0) 投诉

P: 2007-10-12 18:36:03

2

TPU为热塑性弹性体材料!主要用机车电缆的护套生产!弹性好\强度高\高耐磨!!!!

cable containment - 电缆外护套 点赞(0) 投诉

P: 2007-10-14 10:59:21

3

PU大体区分为聚酯类与聚醚类。

酯型PU生成物是由异氰酸盐与聚酯末端-OH反应而成。

醚型PU生成物是由异氰酸盐与聚醚末端-OH反应而成。

聚酯型PU与聚醚型PU比较:

     

←--性能--→

抗拉强度

聚酯系>聚醚系

撕裂强度

聚酯系>聚醚系

耐磨耗性

聚酯系>聚醚系

耐药品性

聚酯系>聚醚系

耐菌性

聚酯系>聚醚系

伸长率

聚酯系>聚醚系

弯曲弹性

聚酯系>聚醚系

反拨弹性

聚醚系>聚酯系

硬度

聚酯系>聚醚系

耐水性

聚酯系>聚醚系

成型收缩率

聚醚系>聚酯系

密度

聚醚系>聚酯系

耐热老化性

聚酯系>聚醚系

耐油性

聚酯系>聚醚系

帖 子 奖 罚
枯木逢春 奖励 10 金币,.05 声望,于 2007-10-15 16:46:56 原因:积极帮助他人,奖励一下。

cable spray chamber - 电缆喷涂室 点赞(0) 投诉

P: 2007-10-14 11:01:39

4

TPU酯类与醚类的差异

<DIV class=tips style="WIDTH: auto"></DIV><DIV class=c></DIV><DIV class=tpc_content>本報告的目的在於明確TPU的大致劃分方法與分類,並將聚酯型聚氨酯彈性體與聚醚型聚氨酯彈性體單獨列出著重加以分析與比較。旨在明瞭其各自特性,以及二者之間性能方面存在差異的原因,並以此作為日後針對性選擇用料的依據。
一、TPU簡介
熱塑性聚氨酯彈性體簡稱TPU,又稱PU熱塑膠,是一種由低聚物多元醇軟段與二異氰酸酯-擴鏈劑硬段構成的線性嵌段共聚物。
TPU的分子內含有-NH-COO-基團,其很多特性取決於長鏈二元醇的種類,其硬度用硬段做比例來調節,它的光老化性可加光穩定劑來加以改善,同時也取決於異氰酸酯是芳香族還是脂肪族。
二、TPU的分類
TPU (Thermoplastic Polyurethane)按不同的標準進行分類。按軟段結構可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型,它們分別含有酯基、醚基和丁烯基;按硬段結構分為氨酯型和氨酯脲型,它們分別由二醇擴鏈或二胺擴鏈獲得。
按有無交聯可分為純熱塑性和半熱塑性。前者是純線性結構,無交聯鍵;後者含有少量脲基甲酸酯等交聯鍵。
按合成工藝分為本體聚合和溶液聚合。在本體聚合中,又可按有無預反應分為預聚法和一步法: 預聚法是將二異氰酸酯與大分子二醇先行反應一定時間,再加擴鏈劑生成TPU;一步法二異氰酸酯與大分子二醇和擴鏈劑同時混合反應生成TPU。溶液聚合是將二異氰酸酯先溶於溶劑中,再加入大分子二醇令其反應一定時間,最後加入擴鏈劑生成TPU。
按製品用途可分為異型件(各種機械零件)、管材(護套、棒型材)和薄膜(薄片、薄板),以及膠粘劑、塗料和纖維等。
三、聚醚型TPU與聚酯型TPU分子結構比較
聚醚類  (Ether)
分子式:

分子結構式:

TPU ETHER


聚酯類  (Ester)
分子式:


分子結構式:

TPU ESTER

四、聚醚型TPU與聚酯型TPU之間所存在的差異
TPU的軟質段可使用多種的聚醇,大致上可分為聚醚系及聚酯系兩種。
聚醚型(Ether):高強度、耐水解和高回彈性,低溫性能好。
聚酯型(Ester):較好的拉伸性能、撓曲性能、耐摩損性以及耐溶劑性能和耐較高溫度。

軟質段的差異,對物性所形成的影響如下 :

  優     性能     劣
抗拉強度    聚酯系        >        聚醚系
  撕裂強度    聚酯系        >        聚醚系
      耐磨耗性    聚酯系        >        聚醚系
耐藥品性    聚酯系        >        聚醚系
透明性        聚酯系        >        聚醚系
耐菌性        聚酯系        <        聚醚系
濕氣蒸發性    聚酯系        <        聚醚系
低溫衝擊性    聚酯系        <        聚醚系

1、    生產原料及配方差異
(1)聚醚型TPU的生產原料主要有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),其中MDI的用量約在40%左右,PTMEG約占40%,BDO約占20%
(2)聚酯型的TPU生產原料主要有4-4’—二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1、4—丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI的用量約在40%,AA約占35%,BDO約占25%

2、分子質量分佈及影響
聚醚的相對分子質量分佈遵循Poisson幾率方程,相對分子質量分佈較窄;而聚酯二元醇的相對分子質量分佈則服從Flory幾率分佈,相對分子質量分佈較寬。
軟段的分子量對聚氨酯的力學性能有影響,一般來說,假定聚氨酯分子量相同,其軟段若為聚酯,則聚氨酯的強度隨作聚酯二醇分子量的增加而提高;若軟段為聚醚,則聚氨酯的強度隨聚醚二醇分子量的增加而下降,不過伸長率卻上升。這是因為聚酯型軟段本身極性就較強,分子量大則結構規整性高,對改善強度有利,而聚醚軟段則極性較弱,若分子量增大,則聚氨酯中硬段的相對含量就減小,強度下降。

3、力學性能比較:
聚醚、聚酯等低聚物多元醇組成軟段。軟段在聚氨酯中占大部分,不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯製備的聚氨酯性能各不相同。極性強的聚酯作軟段得到的聚氨酯彈性體及泡沫的力學性能較好。因為,聚酯製成的聚氨酯含極性大的酯基,這種聚氨酯內部不僅硬段間能夠形成氫鍵,而且軟段上的極性基團也能部分地與硬段上的極性基團形成氫鍵,使硬相能更均勻地分佈于軟相中,起到彈性交聯點的作用。在室溫下某些聚酯可形成軟段結晶,影響聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的強度、耐油性、熱氧化穩定性比PPG聚醚型的高,但耐水解性能比聚醚型的差。

4、水解穩定性比較:
聚酯型熱塑性聚氨酯用碳化二亞胺進行保護後,耐水解性有所提高。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。
聚酯易受水分子的侵襲而發生斷裂,且水解生成的酸又能催化聚酯的進一步水解。聚酯種類對彈性體的物理性能及耐水性能有一定的影響。隨聚酯二醇原料中亞甲基數目的增加,制得的聚酯型聚氨酯彈性體的耐水性提高。酯基含量較小,其耐水性也較好。同樣,採用長鏈二元酸合成的聚酯,制得的聚氨酯彈性體的耐水性比短鏈二元酸的聚酯型聚氨酯好。

5、耐微生物性比較:
聚酯型軟質熱塑性聚氨酯與潮濕的土壤長時間接觸,會被微生物侵蝕,而聚醚型軟質或硬質熱塑性聚氨酯以及聚醚型熱塑性聚氨酯或硬質熱塑性聚氨酯通常不會受到微生物侵蝕。

五、產生差異原因的分析
1、聚醚多元醇:
聚醚多元醇是在分子主鏈結構上含有醚鍵、端基帶有羥基的醇類聚合物或齊聚物。因其結構中的醚鍵內聚能較低,並易於旋轉,故由它製備的聚氨酯材料低溫柔順性能好,耐水解性能優良,雖然機械性能不如聚酯多元醇基聚氨酯,但手感性好。體系粘度低,易與異氰酸酯、助劑等組分互溶,加工性能優良。
2、聚酯多元醇:
聚酯多元醇主要是由二元羧酸和二元以上醇類化合物進行縮聚反應生成的產物,其結特徵是在分子主鏈上含有酯基、在端基上具有羥基的大分子醇類,分子量一般為500~3000。
由聚酯多元醇為基礎的聚氨酯材料,通常都具有力學機械性能好,耐油、抗磨性能優越等特點,但它們的耐水解性能較差,低溫柔順性差,其製品的手感,尤其是低溫時的手感不如聚醚多元醇基聚氨酯柔軟。聚酯多元醇的內聚能大,室溫下多為蠟狀固體,加熱熔融後的粘度較大,它們與聚氨酯合成中所用的其他原料組分的互溶性遠不如聚醚多元醇好。
3、柔性鏈段
在原料化學配比一定的情況下,改變柔性鏈段的長度,對於不同軟段類型彈性體性能的影響是不一樣的。軟段分子量增加也即降低了硬鏈段的比例。由於醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉位壘較小,隨著聚醚相對分子質量的增加,鏈更柔順,軟段比例增加,故強度下降,彈性增加,永久變形增加。而對於聚酯二醇來說,軟段長度對強度的影響並不很明顯。這是因為分子中存在極性酯基,聚酯軟段的分子量增加,酯基也增加,抵消了軟段增加、硬段減少對強度的負面影響。另外,聚酯型聚氨酯的耐水解性能隨聚酯鏈段長度的增加而降低,這是由於酯基增多的緣故;聚醚型聚氨酯的耐水解性能隨聚醚鏈段長度的增加而提高。
六、價格比較
聚醚類聚氨酯彈性體照比聚酯類聚氨酯彈性體在價格方面要高出很多,其主要原因為①聚醚類聚氨酯彈性體具備良好的耐水解性能、耐低溫性能、耐彎曲性能。②構成TPU軟段的聚醚類多元醇與聚酯類多元醇相較之下,其生產原料價格較高。③聚醚類多元醇生產工藝照比聚酯類多元醇要複雜很多。④聚醚類多元醇在反應過程中各工藝條件較難控制。⑤在生產聚醚類多元醇時,對生產設備的要求較高,同時,生產過程中還要注意採取一定的防護措施。
七、結論
綜上所述,聚醚型TPU具有高強度、耐水解和高回彈性,低溫性能好的優點。通常用於軟泡、硬泡,硬質塑膠和表面塗料、高回彈軟質泡沫的加工生產。而聚酯型TPU具有較好的拉伸性能、撓曲性能、耐摩損性以及耐溶劑性能,不易氧化和耐較高溫度等優點。主要用於軟泡、硬泡、低密度半硬泡、軟質塗料、彈性體和膠粘劑、實芯和微孔彈性體的生產。
聚醚型TPU與聚酯型TPU產生差異的主要原因是由於其軟段構成物分別為聚醚型低聚物多元醇及聚酯型低聚物多元醇,而TPU的軟段成份又主要影響到熱塑性聚氨酯的低溫柔軟性和長期耐老化性。
就目前看來,我們Ever Tech在原料選用上聚酯類TPU使用較多,而對於聚醚類TPU很大部分還停留在樣品料測試階段。許多商品熱塑性聚氨酯都是聚酯型的,這種熱塑性聚氨酯的耐磨性、抗撕裂性以及拉伸和撕裂強度都優於聚醚型熱塑性聚氨酯,聚酯型熱塑性聚氨酯在油、脂和水中的溶脹性也比較小。但其在耐水解性、耐微生物降解性和低溫性、柔順性等方面卻不具備聚醚型聚氨酯彈性體的優勢,因此在對上述性能要求較高時,推薦使用聚醚型熱塑性聚氨酯。

八、加工過程的差異性比較
1、乾燥
正如我們所知道的那樣,聚氨酯是極性聚合物,當其暴露在空氣中時會慢慢吸濕。用吸濕的TPU料粒熔融加工成型,水在加工溫度下氣化,使得製品表面不光滑,內部產生氣泡,物性降低,因此為了保證製品的性能和防止熔融加工時水分氣化引起的氣泡,在TPU加工之前,一般需要對料粒進行乾燥處理。
我們在前面TPU酯類與醚類水解穩定性比較的時候也已作過分析,由於聚酯易受水分子的侵襲而發生斷裂,且水解生成的酸又能催化聚酯的進一步水解,通常情況下,在同等條件時,聚酯類TPU比聚醚類TPU的含水量要高出很多,因此在乾燥過程中要對聚酯類TPU尤為注意,要注意將其徹底烘乾,嚴格對烘乾條件進行控制。
2、保壓階段
聚合物熔體在注塑時,無論是預塑階段還是注射階段,熔體都要經受內部靜壓力和外部動壓力的聯合作用。保壓階段,聚合物熔體將受到高壓作用,在此壓力下,分子鏈段間的自由體積要受到壓縮,由於分子鏈間自由體積減小,大分子鏈段的靠近使分子間作用力加強即表現粘度提高,另外,由於聚醚類TPU其醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉位壘較小,從而導致增強分子鏈的緊密鏈段間的作用較小,所以在壓縮時,分子鏈相對位移較大,於是粘度表現了能在較大的範圍內變化。另外,由於聚醚類TPU其分子鏈較聚酯類TPU而言要柔順許多,故其永久性形變較難形成,因此在對聚醚類TPU加工過程中進行保壓時,與聚酯類TPU相較而言,聚醚類TPU要控制較長的保壓時間。
3、加工時間
由於在一般情況下,分子量增加使分子鏈段加長,分子鏈重心移動越慢,鏈段間的相對位移抵消機會越多,分子長鏈的柔性加大,纏結點增多,鏈的解脫和滑移困難,使流動過程阻力增大,需要的時間和能量也增加,表現出粘度對剪切的敏感性。而通常情況下聚酯類TPU照比聚醚類TPU的分子品質要大,故其加工成型所需時間也會較長。
4、加工溫度
由於通常情況下聚酯類TPU照比聚醚類TPU的分子質量分佈較寬,故其加工過程中所需溫度較高。由於聚醚類TPU的氮氧鍵較易斷裂,因此需要相對較低的溫度便可實現對其的加工。
5、壓力
由於聚酯類TPU其分子內聚能較大,其分子結構中的氮氧鍵亦較難斷裂,故對其加工即破壞其分子鍵亦需要較高溫度及壓力。
6、冷卻
由於聚酯類TPU內磨擦較大,分子內聚能較大,故使其冷卻即使其恢復正常狀態較困難,因此需要較長的冷卻時間。
7、流動性
由於聚醚類TPU醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉位壘較小,隨著聚醚相對分子質量的增加,鏈更柔順,其分子鏈具有高度的柔順性,故表現出很好的流動性,而聚酯類TPU則稍遜。</DIV>
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枯木逢春 奖励 20 金币,.1 声望,于 2007-10-15 16:48:36 原因:辛苦了

shaping of catalyst - 催化剂成型 点赞(0) 投诉

P: 2007-10-15 17:54:04

5

TPU(热塑性聚氨酯弹性体)是1958年由B.F. Goodrich化学公司(现为Bayer AG公司)首先开发成功并于1961年投人市场的。Bayer公司,Huntsman公司都相继开发了性能优良的TPU;目前在国内的烟台万华公司,上海联景公司也生产性能良好的TPU,作为一种既有橡胶弹性又有塑料热塑性的高分子材料,TPU在许多领域都得到了越来越多的应用。它具有高模量、高强度、高伸长和高弹性;优良的耐磨、耐油、耐低温性能。可用一般塑料加工方法生产各种制品,废料可回收利用,可广泛使用助剂与填料,以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。
    TPU
在化学结构上没有或少有化学交联,存在一定的物理交联,分子基本上是线性的。TPU按软段结构可分为聚酯型、聚醚型等。聚酯型因含有内聚能较高的酯基,产品的机械性能较高,成本适中,但耐水性能较差;而聚醚型由于它无酯基并在分子中含有可自由放置的醚键,而表现出较好的低温柔顺性和耐水解性,但机械强度和耐热性较差,价格比聚酯型的贵。聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间,综合性能较好,但价格最高。

目前TPU在汽车上的应用已逐步成为其最大的应用领域。TPU在汽车上应用于包括保险杠、仪表板、车内电缆包覆层、车后窗、门窗封条、变速换档旋钮、油封及减震垫等许多零部件。在接下来的论述中将介绍其在汽车电缆中的应用。

lapp wrapped covering shield - 搭接绕包屏蔽 点赞(1) 投诉

P: 2007-10-16 13:48:06

6

谢谢各位,大家辛苦,豁然开朗啊

compound catenary - 电缆复链吊线 点赞(0) 投诉

P: 2009-09-19 17:51:49

7

这个帖子很好

dissolvent - 溶剂 点赞(0) 投诉

P: 2009-09-27 13:38:20

8

终于知道聚酯型和聚醚型之间的差别了

Volt - 伏特。电压(或电动势)之单位,其定义为 1 安培之电流,通过1欧姆之电阻时,其产生之电位差(或电压)为 1 伏特,即 V=IR。 点赞(0) 投诉

P: 2009-10-15 16:10:06

9

这贴,不谢不行啊!

fluidised weigh hopper - 流化秤量料斗,流化计量斗 点赞(0) 投诉

P: 2009-10-17 14:50:15

10

学习其比较很详细,谢谢

continuous casting and extrusion - 连铸连挤 点赞(0) 投诉

P: 2015-02-09 11:00:38

11

再探江湖:

TPU酯类与醚类的差异



本报告的目的在于明确TPU的大致划分方法与分类,并将聚酯型聚氨酯弹性体与聚醚型聚氨酯弹性体单独列出著重加以分析与比较。旨在明瞭其各自特性,以及二者之间性能方面存在差异的原因,并以此作为日后针对性选择用料的依据。
一、TPU简介
热塑性聚氨酯弹性体简称TPU,又称PU热塑胶,是一种由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物。
TPU的分子内含有-NH-COO-基团,其很多特性取决于长链二元醇的种类,其硬度用硬段做比例来调节,它的光老化性可加光稳定剂来加以改善,同时也取决于异氰酸酯是芳香族还是脂肪族。
二、TPU的分类
TPU (Thermoplastic Polyurethane)按不同的标准进行分类。按软段结构可分为聚酯型、聚醚型和丁二烯型,它们分别含有酯基、醚基和丁烯基;按硬段结构分为氨酯型和氨酯脲型,它们分别由二醇扩链或二胺扩链获得。
按有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。前者是纯线性结构,无交联键;后者含有少量脲基甲酸酯等交联键。
按合成工艺分为本体聚合和溶液聚合。在本体聚合中,又可按有无预反应分为预聚法和一步法: 预聚法是将二异氰酸酯与大分子二醇先行反应一定时间,再加扩链剂生成TPU;一步法二异氰酸酯与大分子二醇和扩链剂同时混合反应生成TPU。溶液聚合是将二异氰酸酯先溶于溶剂中,再加入大分子二醇令其反应一定时间,最后加入扩链剂生成TPU。
按製品用途可分为异型件(各种机械零件)、管材(护套、棒型材)和薄膜(薄片、薄板),以及胶粘剂、涂料和纤维等。
三、聚醚型TPU与聚酯型TPU分子结构比较
聚醚类 (Ether)
分子式:

分子结构式:

TPU ETHER


聚酯类 (Ester)
分子式:


分子结构式:

TPU ESTER

四、聚醚型TPU与聚酯型TPU之间所存在的差异
TPU的软质段可使用多种的聚醇,大致上可分为聚醚系及聚酯系两种。
聚醚型(Ether):高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好。
聚酯型(Ester):较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。

软质段的差异,对物性所形成的影响如下 :

优 ? 性能 ? 劣
抗拉强度 聚酯系 > 聚醚系
撕裂强度 聚酯系 > 聚醚系
耐磨耗性 聚酯系 > 聚醚系
耐药品性 聚酯系 > 聚醚系
透明性 聚酯系 > 聚醚系
耐菌性 聚酯系 < 聚醚系
湿气蒸发性 聚酯系 < 聚醚系
低温冲击性 聚酯系 < 聚醚系

1、 生产原料及配方差异
(1)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%
(2)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%

2、分子质量分佈及影响
聚醚的相对分子质量分佈遵循Poisson几率方程,相对分子质量分佈较窄;而聚酯二元醇的相对分子质量分佈则服从Flory几率分佈,相对分子质量分佈较宽。
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。这是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。

3、力学性能比较:
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製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,聚酯製成的聚氨酯含极性大的酯基,这种聚氨酯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佈于软相中,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,影响聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的强度、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。

4、水解稳定性比较:
聚酯型热塑性聚氨酯用碳化二亚胺进行保护后,耐水解性有所提高。聚醚酯型热塑性聚氨酯和聚醚型热塑性聚氨酯在高温下的耐水解性最好。
聚酯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的进一步水解。聚酯种类对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,制得的聚酯型聚氨酯弹性体的耐水性提高。酯基含量较小,其耐水性也较好。同样,採用长链二元酸合成的聚酯,制得的聚氨酯弹性体的耐水性比短链二元酸的聚酯型聚氨酯好。

5、耐微生物性比较:
聚酯型软质热塑性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。

五、产生差异原因的分析
1、聚醚多元醇:
聚醚多元醇是在分子主链结构上含有醚键、端基带有羥基的醇类聚合物或齐聚物。因其结构中的醚键内聚能较低,并易于旋转,故由它製备的聚氨酯材料低温柔顺性能好,耐水解性能优良,虽然机械性能不如聚酯多元醇基聚氨酯,但手感性好。体系粘度低,易与异氰酸酯、助剂等组分互溶,加工性能优良。
2、聚酯多元醇:
聚酯多元醇主要是由二元羧酸和二元以上醇类化合物进行缩聚反应生成的产物,其结特徵是在分子主链上含有酯基、在端基上具有羥基的大分子醇类,分子量一般为500~3000。
由聚酯多元醇为基础的聚氨酯材料,通常都具有力学机械性能好,耐油、抗磨性能优越等特点,但它们的耐水解性能较差,低温柔顺性差,其製品的手感,尤其是低温时的手感不如聚醚多元醇基聚氨酯柔软。聚酯多元醇的内聚能大,室温下多为蜡状固体,加热熔融后的粘度较大,它们与聚氨酯合成中所用的其他原料组分的互溶性远不如聚醚多元醇好。
3、柔性链段
在原料化学配比一定的情况下,改变柔性链段的长度,对于不同软段类型弹性体性能的影响是不一样的。软段分子量增加也即降低了硬链段的比例。由于醚键内聚能较低,键的旋转位垒较小,随著聚醚相对分子质量的增加,链更柔顺,软段比例增加,故强度下降,弹性增加,永久变形增加。而对于聚酯二醇来说,软段长度对强度的影响并不很明显。这是因为分子中存在极性酯基,聚酯软段的分子量增加,酯基也增加,抵消了软段增加、硬段减少对强度的负面影响。另外,聚酯型聚氨酯的耐水解性能随聚酯链段长度的增加而降低,这是由于酯基增多的缘故;聚醚型聚氨酯的耐水解性能随聚醚链段长度的增加而提高。
六、价格比较
聚醚类聚氨酯弹性体照比聚酯类聚氨酯弹性体在价格方面要高出很多,其主要原因为①聚醚类聚氨酯弹性体具备良好的耐水解性能、耐低温性能、耐弯曲性能。②构成TPU软段的聚醚类多元醇与聚酯类多元醇相较之下,其生产原料价格较高。③聚醚类多元醇生产工艺照比聚酯类多元醇要复杂很多。④聚醚类多元醇在反应过程中各工艺条件较难控制。⑤在生产聚醚类多元醇时,对生产设备的要求较高,同时,生产过程中还要注意採取一定的防护措施。
七、结论
综上所述,聚醚型TPU具有高强度、耐水解和高回弹性,低温性能好的优点。通常用于软泡、硬泡,硬质塑胶和表面涂料、高回弹软质泡沫的加工生产。而聚酯型TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能,不易氧化和耐较高温度等优点。主要用于软泡、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。
聚醚型TPU与聚酯型TPU产生差异的主要原因是由于其软段构成物分别为聚醚型低聚物多元醇及聚酯型低聚物多元醇,而TPU的软段成份又主要影响到热塑性聚氨酯的低温柔软性和长期耐老化性。
就目前看来,我们Ever Tech在原料选用上聚酯类TPU使用较多,而对于聚醚类TPU很大部分还停留在样品料测试阶段。许多商品热塑性聚氨酯都是聚酯型的,这种热塑性聚氨酯的耐磨性、抗撕裂性以及拉伸和撕裂强度都优于聚醚型热塑性聚氨酯,聚酯型热塑性聚氨酯在油、脂和水中的溶胀性也比较小。但其在耐水解性、耐微生物降解性和低温性、柔顺性等方面却不具备聚醚型聚氨酯弹性体的优势,因此在对上述性能要求较高时,推荐使用聚醚型热塑性聚氨酯。

八、加工过程的差异性比较
1、乾燥
正如我们所知道的那样,聚氨酯是极性聚合物,当其暴露在空气中时会慢慢吸湿。用吸湿的TPU料粒熔融加工成型,水在加工温度下气化,使得製品表面不光滑,内部产生气泡,物性降低,因此为了保证製品的性能和防止熔融加工时水分气化引起的气泡,在TPU加工之前,一般需要对料粒进行乾燥处理。
我们在前面TPU酯类与醚类水解稳定性比较的时候也已作过分析,由于聚酯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的进一步水解,通常情况下,在同等条件时,聚酯类TPU比聚醚类TPU的含水量要高出很多,因此在乾燥过程中要对聚酯类TPU尤为注意,要注意将其彻底烘乾,严格对烘乾条件进行控制。
2、保压阶段
聚合物熔体在注塑时,无论是预塑阶段还是注射阶段,熔体都要经受内部静压力和外部动压力的联合作用。保压阶段,聚合物熔体将受到高压作用,在此压力下,分子链段间的自由体积要受到压缩,由于分子链间自由体积减小,大分子链段的靠近使分子间作用力加强即表现粘度提高,另外,由于聚醚类TPU其醚键内聚能较低,键的旋转位垒较小,从而导致增强分子链的紧密链段间的作用较小,所以在压缩时,分子链相对位移较大,于是粘度表现了能在较大的范围内变化。另外,由于聚醚类TPU其分子链较聚酯类TPU而言要柔顺许多,故其永久性形变较难形成,因此在对聚醚类TPU加工过程中进行保压时,与聚酯类TPU相较而言,聚醚类TPU要控制较长的保压时间。
3、加工时间
由于在一般情况下,分子量增加使分子链段加长,分子链重心移动越慢,链段间的相对位移抵消机会越多,分子长链的柔性加大,缠结点增多,链的解脱和滑移困难,使流动过程阻力增大,需要的时间和能量也增加,表现出粘度对剪切的敏感性。而通常情况下聚酯类TPU照比聚醚类TPU的分子品质要大,故其加工成型所需时间也会较长。
4、加工温度
由于通常情况下聚酯类TPU照比聚醚类TPU的分子质量分佈较宽,故其加工过程中所需温度较高。由于聚醚类TPU的氮氧键较易断裂,因此需要相对较低的温度便可实现对其的加工。
5、压力
由于聚酯类TPU其分子内聚能较大,其分子结构中的氮氧键亦较难断裂,故对其加工即破坏其分子键亦需要较高温度及压力。
6、冷却
由于聚酯类TPU内磨擦较大,分子内聚能较大,故使其冷却即使其恢復正常状态较困难,因此需要较长的冷却时间。
7、流动性
由于聚醚类TPU醚键内聚能较低,键的旋转位垒较小,随著聚醚相对分子质量的增加,链更柔顺,其分子链具有高度的柔顺性,故表现出很好的流动性,而聚酯类TPU则稍逊。


好文!

asbestos covered wire - 石棉被覆线 点赞(0) 投诉

P: 2015-04-19 19:15:05

12

学习了

epoxy resin - 环氧树脂 点赞(0) 投诉

P: 2015-09-08 16:16:12

13

就加工工艺来说,聚酯的比聚醚的好加工。

breaker - 断路器,开关 点赞(0) 投诉

P: 2018-10-31 15:39:36

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可以作为参考书用,谢谢

sq.in. - square inch平方时,平方英寸 点赞(0) 投诉

P: 2019-03-12 22:51:34

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终于知道聚酯型和聚醚型之间的差别了

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