Der Unterschied zwischenTPU-Polyether-TypUndPolyestertyp
TPU kann in zwei Typen unterteilt werden: Polyether- und Polyester-TPU. Je nach den unterschiedlichen Anforderungen der Produktanwendung müssen unterschiedliche TPU-Typen ausgewählt werden. Wenn beispielsweise die Anforderungen an die Hydrolysebeständigkeit relativ hoch sind, ist ein Polyether-TPU besser geeignet als ein Polyester-TPU.
Sprechen wir heute über die Unterschiede zwischenTPU vom PolyethertypUndTPU vom Polyestertyp, und wie kann man sie unterscheiden? Im Folgenden werden vier Aspekte näher erläutert: Unterschiede bei den Rohstoffen, strukturelle Unterschiede, Leistungsvergleiche und Identifizierungsmethoden.
1. Unterschiede bei den Rohstoffen
Ich glaube, viele Menschen kennen das Konzept thermoplastischer Elastomere, deren Strukturmerkmal darin besteht, sowohl weiche als auch harte Segmente zu enthalten, um dem Material Flexibilität und Steifigkeit zu verleihen.
TPU hat sowohl weiche als auch harte Kettensegmente. Der Unterschied zwischen TPU vom Polyether-Typ und TPU vom Polyester-Typ liegt in den unterschiedlichen weichen Kettensegmenten. Wir können den Unterschied anhand der Rohstoffe erkennen.
TPU vom Polyethertyp: 4-4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Polytetrahydrofuran (PTMEG), 1,4-Butandiol (BDO), mit einer Dosierung von ungefähr 40 % für MDI, 40 % für PTMEG und 20 % für BDO.
TPU vom Polyestertyp: 4-4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1,4-Butandiol (BDO), Adipinsäure (AA), wobei MDI etwa 40 %, AA etwa 35 % und BDO etwa 25 % ausmacht.
Wir können sehen, dass der Rohstoff für das weiche Kettensegment des TPU vom Polyethertyp Polytetrahydrofuran (PTMEG) ist; der Rohstoff für weiche Kettensegmente des TPU vom Polyestertyp ist Adipinsäure (AA), wobei Adipinsäure mit Butandiol reagiert und Polybutylenadipatester als weiches Kettensegment bildet.
2. Strukturelle Unterschiede
Die Molekülkette von TPU weist eine lineare Blockstruktur vom Typ (AB) n auf, wobei A ein Polyester oder Polyether mit hohem Molekulargewicht (1000–6000) ist, B im Allgemeinen Butandiol ist und die chemische Struktur zwischen den AB-Kettensegmenten Diisocyanat ist.
Entsprechend der unterschiedlichen Struktur von A kann TPU in Polyestertypen, Polyethertypen, Polycaprolactontypen, Polycarbonattypen usw. unterteilt werden. Die gebräuchlicheren Typen sind TPU vom Polyethertyp und TPU vom Polyestertyp.
Aus der obigen Abbildung können wir erkennen, dass die gesamten Molekülketten von TPU vom Polyether-Typ und TPU vom Polyester-Typ beide lineare Strukturen sind, wobei der Hauptunterschied darin besteht, ob das weiche Kettensegment ein Polyetherpolyol oder ein Polyesterpolyol ist.
3. Leistungsvergleich
Polyetherpolyole sind Alkoholpolymere oder -oligomere mit Etherbindungen und Hydroxylgruppen an den Endgruppen der Molekülhauptkette. Aufgrund der geringen Kohäsionsenergie der Etherbindungen in ihrer Struktur und der leichten Rotation sind sie besonders geeignet.
Daher verfügt Polyether-TPU über eine ausgezeichnete Tieftemperaturflexibilität, Hydrolysebeständigkeit, Schimmelresistenz, UV-Beständigkeit usw. Das Produkt fühlt sich gut an, aber die Abziehfestigkeit und Bruchfestigkeit sind relativ gering.
Die Estergruppen mit hoher kovalenter Bindungsenergie in Polyesterpolyolen können Wasserstoffbrücken mit harten Kettensegmenten bilden und so als elastische Vernetzungspunkte dienen. Polyester neigt jedoch aufgrund des Eindringens von Wassermolekülen zum Brechen, und die durch Hydrolyse entstehende Säure kann die Hydrolyse des Polyesters weiter katalysieren.
Daher verfügt Polyester-TPU über hervorragende mechanische Eigenschaften, Verschleißfestigkeit, Reißfestigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und einfache Verarbeitung, jedoch eine schlechte Hydrolysebeständigkeit.
4. Identifikationsmethode
Zur Wahl des geeigneten TPU kann nur gesagt werden, dass die Auswahl auf den physikalischen Anforderungen des Produkts basieren sollte. Für gute mechanische Eigenschaften empfiehlt sich Polyester-TPU. Berücksichtigt man Kosten, Dichte und Einsatzbedingungen, wie z. B. bei der Herstellung von Wassersportprodukten, ist Polyether-TPU besser geeignet.
Bei der Auswahl oder versehentlichen Verwechslung zweier TPU-Typen unterscheiden sie sich optisch kaum. Wie lassen sie sich also unterscheiden?
Es gibt tatsächlich viele Methoden, wie etwa chemische Kolorimetrie, Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GCMS), Mittelinfrarotspektroskopie usw. Diese Methoden stellen jedoch hohe technische Anforderungen und sind zeitaufwändig.
Gibt es eine relativ einfache und schnelle Identifikationsmethode? Die Antwort lautet ja, zum Beispiel die Dichtevergleichsmethode.
Für diese Methode ist nur ein Dichtemessgerät erforderlich. Am Beispiel eines hochpräzisen Gummidichtemessgeräts sind die Messschritte:
Legen Sie das Produkt in den Messtisch, zeigen Sie das Gewicht des Produkts an und drücken Sie zur Speicherung die Eingabetaste.
Legen Sie das Produkt in Wasser, um den Dichtewert anzuzeigen.
Der gesamte Messvorgang dauert etwa 5 Sekunden. Anschließend kann anhand der höheren Dichte von Polyester-TPU als Polyether-TPU unterschieden werden. Der spezifische Dichtebereich beträgt: Polyether-TPU -1,13–1,18 g/cm³; Polyester-TPU -1,18–1,22 g/cm³. Mit dieser Methode lässt sich schnell zwischen Polyester- und Polyether-TPU unterscheiden.
Beitragszeit: 03.06.2024