Einführung in die Hydrolysebeständigkeitsparameter von TPU-Materialien

Hydrolysebeständigkeit von TPUbezieht sich auf die Fähigkeit von TPU, Feuchtigkeit zu widerstehen und Leistungseinbußen zu verhindern. Diese Eigenschaft wird durch die chemische Struktur und die Additive des TPU bestimmt und ist ein wichtiger Indikator für die Beurteilung seiner Langzeitstabilität in feuchten oder Unterwasserumgebungen.

Entscheidender Faktor: Polyesterbasiert vs.TPU auf Polyetherbasis

Der grundlegende Unterschied in der Hydrolysebeständigkeit beruht auf der Struktur des „weichen Segments“ innerhalb der Molekülkette.

• TPU auf Polyesterbasis: Die Esterbindungen in der Molekülkette sind hydrolyseanfällig, was in heißen und feuchten Umgebungen zu einer deutlichen Leistungsverschlechterung führt. Daher weist es eine von Natur aus geringe Hydrolysebeständigkeit auf.
• Polyetherbasiertes TPU: Die Etherbindungen in der Molekülkette sind stabil und hydrolysebeständig und bieten daher eine ausgezeichnete Hydrolysebeständigkeit. Aus diesem Grund ist es die bevorzugte Wahl für Anwendungen unter Wasser oder in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit.

Kurz gesagt: Für Anwendungen, die einen längeren Kontakt mit Wasser oder feuchten Umgebungen erfordern, sollte TPU auf Polyetherbasis bevorzugt werden.

Kernbewertungsindikatoren

Die Hydrolysebeständigkeit wird typischerweise durch beschleunigte Alterungstests bewertet, wobei der Fokus auf den folgenden Schlüsselparametern liegt:

• Zugfestigkeitserhalt: Der prozentuale Anteil der nach der Alterung verbleibenden Zugfestigkeit im Vergleich zum Ausgangswert. Ein höherer Wert deutet auf eine bessere Hydrolysebeständigkeit hin; in der Industrie werden üblicherweise ≥ 80 % gefordert.
• Änderung der Bruchdehnung: Misst die Änderung der Materialflexibilität. Kleinere Änderungen deuten auf eine stabilere Leistung hin.
• Härteänderung: Spiegelt Änderungen der Oberflächenhärte wider. Geringere Änderungen deuten auf eine bessere Stabilität des Grundmaterials hin.
• Visuelles Erscheinungsbild: Prüfen Sie, ob die Probenoberfläche Anzeichen von Beschädigungen wie Risse, Blasenbildung oder Kreidung aufweist.

Prüfmethoden und Normen

Die Hydrolysebeständigkeit wird durch beschleunigte Alterungstests bewertet. Zu den wichtigsten Normen gehören:

• ISO 4611: Internationaler Standard für die Alterung von Kunststoffen durch Hitze.
• ASTM D570: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Wasseraufnahme von Kunststoffen.
• DIN 53366: Wird zur Klassifizierung der Hydrolysestabilität von Werkstoffen verwendet.

Typische Testbedingungen sind 70 °C / 95 % relative Luftfeuchtigkeit (RH) über Hunderte bis Tausende von Stunden, mit regelmäßiger Probenahme zur Überwachung von Leistungsänderungen.

Methoden zur Verbesserung der Hydrolysebeständigkeit

Ist die Hydrolysebeständigkeit von Polyester-basiertem TPU unzureichend, können folgende Methoden angewendet werden:

1. Hydrolysestabilisatoren hinzufügen: Eine der wirksamsten Methoden ist die Zugabe von Polycarbodiimid (PCD) oder anderen Antihydrolysemitteln. Diese „reparieren“ gebrochene Molekülketten und verzögern den Abbau.
2. Optimierung der Molekularstruktur: Die Auswahl von Polyesterpolyolen mit höherem Molekulargewicht, längeren Ketten oder verzweigten Strukturen kann die Hydrolysestabilität ebenfalls bis zu einem gewissen Grad verbessern.

Zusammenfassung und Auswahlempfehlungen

• Wichtigste Entscheidung: In feuchten Umgebungen sollte TPU auf Polyetherbasis bevorzugt werden.
• Bewertungsgrundlage: Die verschiedenen TPU-Sorten werden quantitativ bewertet, indem die Zugfestigkeitserhaltungsraten und andere Daten aus Alterungstests verglichen werden.
• Ausgewogenheit ist entscheidend: Polyetherbasierte TPU-Materialien weisen unter Umständen eine etwas geringere mechanische Festigkeit und Hitzebeständigkeit auf als polyesterbasierte Varianten. Es gilt, ein optimales Verhältnis zwischen Hydrolysebeständigkeit und mechanischen Eigenschaften zu erzielen.

Das Verständnis dieser Parameter hilft Ihnen bei der Auswahl des richtigen TPU-Materials für Ihr Produkt und gewährleistet so die langfristige Zuverlässigkeit in der vorgesehenen Umgebung.

UmYantai Linghua Neues Material Co., Ltd.

Yantai Linghua New Material Co., Ltd. verfügt über solide Forschungs- und Entwicklungs- sowie Produktionskapazitäten im Bereich Polyether-basierter TPU. Das 2010 gegründete Unternehmen ist ein professioneller TPU-Lieferant und hat sich zu einem Komplettanbieter entwickelt, der Rohstoffhandel, Materialforschung und -entwicklung sowie Produktion und Vertrieb integriert.

Die Polyether-basierten TPU-Produkte von Linghua New Materials zeichnen sich durch eine hervorragende Hydrolysebeständigkeit, überlegene Tieftemperatureigenschaften (bis -40 °C und darunter) und eine ausgezeichnete Schimmelresistenz aus. Darüber hinaus bieten sie hohe mechanische Festigkeit, gute Abriebfestigkeit und hervorragende Verarbeitbarkeit und erfüllen internationale Qualitätsanforderungen wie REACH, RoHS und FDA. Dank dieser Eigenschaften finden die Polyether-TPU-Produkte von Linghua New Materials breite Anwendung in Kabeln und Leitungen, Automobilkomponenten, Feuerwehrschläuchen, Rohren und Schuhen – also in Industrie- und Konsumgüteranwendungen, die hohe Witterungsbeständigkeit und Langzeitstabilität erfordern.