聚醚TPU和聚酯型的区别


热塑性聚氨酯弹性体被称为聚醚TPU,是由低聚物多元醇软段和异氰酸酯-扩张剂硬段组成的线性嵌段共聚物。

聚醚TPU的分子中含有-NH-COO-基团,其许多特性取决于长链二元醇的种类,硬度按景甜成比例调整,它的光老化性可以通过添加光稳定剂来改善,取决于异氰酸酯是芳香族还是脂肪族。

方向的差异

芳香族异氰酸酯用于紫外线照射可能引起氧化变色的情况。聚醚TPU酯制成的聚氨酯涂料容易氧化,因此在直射光线下容易退化。

相反,脂肪族异氰酸酯主要用于制作光稳定涂料。如果紫外线或阳光需要稳定,例如在汽车清漆和许多水性配方中使用这些产品。

脂肪族聚异氰酸酯是聚氨酯涂料,具有耐化学药品性和良好的抗衰老能力。由于不含苯,脂肪族异氰酸酯的应用可确保在恶劣条件下的持续附着力。

与脂肪族衍生物相比,这两种产品的衍生物会导致油漆老化性下降(黄变)、耐化学性下降(特别是较弱的耐碱性)。因此,芳香族聚异氰酸酯主要用于室内(地板漆、罐漆等)或底漆。即使是底漆在汽车领域也越来越少使用。因为底漆的黄色影响油漆颜色,引起层间剥落。

一般来说,聚醚TPU不是主要用于油漆的。例如,80%的TDI产品用于制造软泡沫,65%的MDI产品用于制造硬泡沫。

生产原料和配方差异

(1)聚醚型TPU的生产原料主要为4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)、1,4-丁二醇(BDO),其中MDI的用量约为40%

(2)聚酯型TPU生产原料主要为MDI、BDO、己二酸(AA),其中MDI用量约占40%,AA约占35%,BDO约占25%。

分子质量分布及影响

聚酯的相对分子质量分布遵循Poisson概率方程,相对分子质量分布狭窄。聚酯二元醇的相对分子质量分布遵循Flory概率分布,相对分子质量分布较广。

软段的分子量影响聚氨酯的力学性能,一般假设聚氨酯的分子量相同,软段为聚酯时,聚氨酯的强度随聚酯二醇分子量的增加而增加。当软段为聚酯时,聚氨酯的强度随着聚氨酯分子量的增加而减小,但断裂伸长率上升。这是因为聚酯型软段本身极性强,分子量大,结构有规律地高,有利于改善强度,聚酯软段极性弱,分子量增加,聚氨酯硬段的相对含量减少,强度下降。

力学性能差异

聚醚TPU、聚酯等低聚物多元醇形成软段。聚醚TPU占聚氨酯的大部分,低聚合物多元醇和异戊酸酯制成的聚氨酯性能各不相同。极性强的聚酯具有柔软段获得的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能良好。由于聚酯制成的聚氨酯含有极性较大的酯基,这种聚氨酯内部不仅可以在硬段之间形成氢键,聚醚TPU的极性基团也部分与硬段的极性基团形成氢键,使硬相在软相上分布更加均匀,起到弹性 交汇的作用。室温下,部分聚酯会形成柔软的结晶,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聚合物型高,但耐水性能比聚合物型差。

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