TPU可分为聚醚型和聚酯型两种类型。根据产品应用的不同需求,需要选择不同类型的TPU。例如,如果对耐水解性能的要求较高,则聚醚型TPU比聚酯型TPU更合适。
今天,我们就来谈谈以下两者之间的区别:聚醚型TPU和聚酯型TPU那么,如何区分它们呢?以下将从四个方面进行阐述:原材料差异、结构差异、性能比较和鉴别方法。
1、原材料的差异
我相信很多人都了解热塑性弹性体的概念,其结构特点是同时包含柔软和坚硬的片段,从而赋予材料柔韧性和刚性。
TPU也包含软链段和硬链段,聚醚型TPU和聚酯型TPU的区别在于软链段的不同。我们可以从原材料上看出这种差异。
聚醚型TPU: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用量约为40%,PTMEG用量约为40%,BDO用量约为20%。
聚酯型TPU:4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4-丁二醇(BDO)、己二酸(AA),其中MDI约占40%,AA约占35%,BDO约占25%。
我们可以看到,聚醚型TPU软链段的原料是聚四氢呋喃(PTMEG);聚酯型TPU软链段的原料是己二酸(AA),其中己二酸与丁二醇反应生成聚己二酸丁二醇酯作为软链段。
2、结构差异
TPU 的分子链具有 (AB) n 型嵌段线性结构,其中 A 为高分子量 (1000-6000) 聚酯或聚醚,B 一般为丁二醇,AB 链段之间的化学结构为二异氰酸酯。
根据A的不同结构,TPU可分为聚酯型、聚醚型、聚己内酯型、聚碳酸酯型等。其中比较常见的类型是聚醚型TPU和聚酯型TPU。
从上图可以看出,聚醚型TPU和聚酯型TPU的整体分子链均为线性结构,主要区别在于软链段是聚醚多元醇还是聚酯多元醇。
3、性能比较
聚醚多元醇是醇类聚合物或低聚物,其分子主链结构末端含有醚键和羟基。由于其结构中醚键的内聚能低且易于旋转,因此具有良好的分子结构。
因此,聚醚型TPU具有优异的低温柔韧性、耐水解性、耐霉性、耐紫外线性等。该产品手感良好,但剥离强度和断裂强度相对较差。
聚酯多元醇中具有强共价键能的酯基可以与硬链段形成氢键,作为弹性交联点。然而,聚酯易受水分子侵蚀而断裂,水解产生的酸会进一步催化聚酯的水解。
因此,聚酯TPU具有优异的机械性能、耐磨性、抗撕裂性、耐化学腐蚀性、耐高温性和易加工性,但耐水解性较差。
4、鉴定方法
至于哪种TPU更好,只能说选择应基于产品的物理性能要求。若要获得良好的机械性能,则应使用聚酯型TPU;若考虑成本、密度和产品使用环境,例如用于制造水上娱乐产品,则聚醚型TPU更为合适。
然而,当选择或不小心将两种TPU混淆时,它们的外观并没有明显的区别。那么我们应该如何区分它们呢?
实际上有很多方法,例如化学比色法、气相色谱-质谱联用(GCMS)、中红外光谱法等。但是,这些方法对技术要求很高,而且耗时很长。
是否存在相对简单快捷的鉴别方法?答案是肯定的,例如密度比较法。
这种方法只需要一台密度测试仪。以高精度橡胶密度计为例,测量步骤如下:
将产品放入测量台上,显示产品重量,然后按 Enter 键保存。
将产品放入水中以显示密度值。
整个测量过程大约需要5秒钟,其原理是聚酯型TPU的密度高于聚醚型TPU。具体密度范围为:聚醚型TPU - 1.13-1.18 g/cm³;聚酯型TPU - 1.18-1.22 g/cm³。该方法可以快速区分聚酯型和聚醚型TPU。
发布时间:2024年6月3日
