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TPU的軟質段可使用方法多種的聚醇,大致上可以可分為通過聚醚系及聚酯系兩種。聚醚型(Ether)的高強度、耐水解和高回彈性,低溫環境性能好。聚酯型(Ester)的較好的拉伸強度性能、撓曲作用性能、耐摩損性以及具有耐溶劑性能和耐較高工作溫度。具體分析差異點如下:
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
低溫沖擊性:聚酯系 < 聚醚系
1、 生產原料及產品配方進行差異
(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. 分子量分布及其影響
聚醚的分子量分布服從泊松概率方程且較窄,而聚酯二醇的分子量分布服從弗洛里概率分布且較寬。
軟段的分子量對聚氨酯的力學系統性能研究有影響,一般企業來說,假定聚氨酯進行分子量基本相同,其軟段若為聚酯,則聚氨酯的強度可以隨著我國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制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,聚酯制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布于軟相中,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:
聚酯熱塑性聚氨酯經碳化二亞胺保護后,其耐水解性能有所提高。聚醚酯型熱塑性聚氨酯和聚醚型熱塑性聚氨酯的耐高溫性能最好。
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。
隨著聚酯乙二醇原料中亞甲基含量的增加,聚氨酯彈性體的耐水性得到改善。
酯基含量小,耐水性好。同樣,由長鏈二元酸聚酯制備的聚氨酯彈性體的耐水性優于短鏈二元酸聚酯型聚氨酯彈性體。
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進行長時間沒有接觸,會被影響微生物侵蝕,而聚醚型軟質或硬質熱塑性聚氨酯發展以及通過聚醚型熱塑性聚氨酯或硬質熱塑性聚氨酯通常我們不會因為受到不同微生物侵蝕。