水性聚醚聚氨酯與聚酯聚氨酯樹脂的特性區(qū)別
水性聚醚聚氨酯TPU酯類與聚酯聚氨酯樹脂醚類的差異TPU酯類與醚類的差異
本報(bào)告的目的在于明確TPU的大致劃分方法與分類，并將聚酯型聚氨酯彈性體與聚醚型聚氨酯彈性體單獨(dú)列出著重加以分析與比較。旨在明了其各自特性，以及二者之間性能方面存在差異的原因，并以此作為日后針對(duì)性選擇用料的依據(jù)。
一、TPU簡(jiǎn)介
熱塑性聚氨酯彈性體簡(jiǎn)稱TPU,又稱PU熱塑料，是一種由低聚物多元醇軟段與二異氰酸酯-擴(kuò)鏈劑硬段構(gòu)成的線性嵌段共聚物。
TPU的分子內(nèi)含有-NH-COO-基團(tuán)，其很多特性取決于長(zhǎng)鏈二:元醇的種類，其硬度用硬段做比例來調(diào)節(jié)，它的光老化性可加光穩(wěn)定劑來加以改善，同時(shí)也取決于異氰酸酯是芳香族還是脂肪族。
二、TPU的分類
TPU(Thermoplastic Polyurethane)按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。按軟段結(jié)構(gòu)可分為聚酯型、聚醚型和丁二:烯型，它們分別含有酯基、醚基和丁烯基;按硬段結(jié)構(gòu)分為氨酯型和氨酯脲型，它們分別由二醇擴(kuò)鏈或- .胺擴(kuò)鏈獲得。按有無交聯(lián)可分為純熱塑性和半熱塑性。前者是純線性結(jié)構(gòu)，無交聯(lián)鍵;后者含有少量脈基甲酸酯等交聯(lián)鍵。
按合成工藝分為本體聚合和溶液聚合。在本體聚合中,又可按有無預(yù)反應(yīng)分為預(yù)聚法和一步法:預(yù)聚法是將異氰酸酯與大分子二醇先行反應(yīng)一-定時(shí)間,再加擴(kuò)鏈劑生成TPU;一步法二異氰酸酯與大分子二醇和擴(kuò)鏈劑同時(shí)混合反應(yīng)生成TPU。溶液聚合是將二異氰酸酯先溶于溶劑中,再加入大分子二醇令其反應(yīng)一定時(shí)間,后面加入擴(kuò)鏈劑生成TPU。
按制品用途可分為異型件(各種機(jī)械零件)、管材(護(hù)套、棒型材)和薄膜(薄片、薄板)，以及膠粘劑、涂料和纖維等。
三、聚醚型TPU與聚酯型TPU之間所存在的差異
TPU的軟質(zhì)段可使用多種的聚醇，大致上可分為聚醚系及聚酯系兩種。
(1)聚醚型TPU的生產(chǎn)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的用量約在百分之40左右，PTMEG約占百分之40，BDO約占百分之20
(2)聚酯型的TPU生產(chǎn)原料主要有4-4'--苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1、4一丁二醇(BDO)、已二酸(AA)，其中MDI的用量約在百分之40，AA約占百分之35，BDO約占百分之25
2、分子質(zhì)量分布及影響
聚醚的相對(duì)分子質(zhì)量分布遵循Poisson幾率方程，相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄;而聚酯二元醇的相對(duì)分子質(zhì)量分布則服從Flory幾率分布，相對(duì)分子質(zhì)量分布較寬。軟段的分子量對(duì)聚氨酯的力學(xué)性能有影響，一般來說，假定聚氨酯分子量相同,.其軟段若為聚酯，則聚氨酯的強(qiáng)度隨作聚酯二二醇 分子量的增加而提高:若軟段為聚醚，則聚氨酯的強(qiáng)度隨聚醚二醇分子量的增加而下降，不過仲長(zhǎng)率卻上升。這是因?yàn)榫埘バ蛙浂伪旧砭洼^強(qiáng)，分子量大則結(jié)構(gòu)規(guī)整性高,對(duì)改善強(qiáng)度有利，而聚醚軟段則較弱，若分子量大，則聚氨酯中硬段的相對(duì)含量就減小，強(qiáng)度下降。
3、力學(xué)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。較強(qiáng)的聚酯作軟段得到的聚氨酯彈性體及泡沫的力學(xué)性能較好。因?yàn)?，聚酯制成的聚氨酯含有大的酯基，這種聚氨酯內(nèi)部不僅硬段間能夠形成氫鍵,而且軟段上的基團(tuán)也能部分地與硬段上的基團(tuán)形成氫鍵，使硬相能更均勻地分布于軟相中，起到彈*聯(lián)點(diǎn)的作用。在室溫下某些聚酯可形成軟段結(jié)晶，影響聚氨酯的性能。聚酯型聚氨酯的強(qiáng)度、耐油性、熱氧化穩(wěn)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(wěn)定性比較:
聚酯型熱塑性聚氨酯用碳化二亞胺進(jìn)行保護(hù)后，耐水解性有所提高。聚醚酯型熱塑性聚氨酯和聚醚型熱塑性聚氨酯在高溫下的耐水解性好。
聚酯易受水分子的侵襲而發(fā)生斷裂，且水解生成的酸又能催化聚酯的進(jìn)一步水解。聚酯種類對(duì)彈性體的物理性能及耐水性能有一定的影響。隨聚酯一醇原料中亞甲基數(shù)目的增加，制得的聚酯型聚氨酯彈性體的耐水性提高。酯基含量較小，其耐水性也較好。同樣，采用長(zhǎng)鏈二元酸合成的聚酯，制得的聚氨酯彈性體的耐水性比短鏈二元酸的聚酯型聚氨酯好。
5、耐微生物性比較:
聚酯型軟質(zhì)熱塑性聚氨酯與潮濕的土壤長(zhǎng)時(shí)間接觸，會(huì)被微生物侵蝕，而聚醚型軟質(zhì)或硬質(zhì)熱塑性聚氨酯以及聚醚型熱塑性聚氨酯或硬質(zhì)熱塑性聚氨酯通常不會(huì)受到微生物侵蝕。
.jpg)
四、產(chǎn)生差異原因的分析
1、聚醚多元醇:
聚醚多元醇是在分子主鏈接構(gòu)上含有醚鍵、端基帶有羥基的醇類聚合物或齊聚物。因其結(jié)構(gòu)中的醚鍵內(nèi)聚能較低，并易于旋轉(zhuǎn)，故由它制備的聚氨酯材料低溫柔順性能好，耐水解性能優(yōu)良，雖然機(jī)械性能不如聚酯多元醇基聚氨酯，但手感性好。體系粘度低，易與異氰酸酯、助劑等組分互溶，加工性能優(yōu)良。
2、聚酯多元醇:
聚酯多元醇主要是由二元羧酸和二元以上醇類化合物進(jìn)行縮聚反應(yīng)生成的產(chǎn)物，.其結(jié)特征是在分子主鏈上含有酯基、在端基上具有羥基的大分子醇類，分子量一般為500~3000。
由聚酯多元醇為基礎(chǔ)的聚氨酯材料，通常都具有力學(xué)機(jī)械性能好，耐油、抗磨性能優(yōu)越等特點(diǎn)，但它們的耐水解性能較差，低溫柔順性差，其制品的手感，尤其是低溫時(shí)的手感不如聚醚多元醇基聚氨酯柔軟。聚酯多元醇的內(nèi)聚能大，室溫下多為蠟狀固體，加熱熔融后的粘度較大，它們與聚氨酯合成中所用的其它原料組分的互溶性遠(yuǎn)不如聚醚多元醇好。
3、柔性鏈段
在原料化學(xué)配比一定的情況下，改變?nèi)嵝枣湺蔚拈L(zhǎng)度，對(duì)于不同軟段類型彈性體性能的影響是不一樣的。軟段分子量增加也即降低了硬鏈段的比例。由于醚鍵內(nèi)聚能較低，鍵的旋轉(zhuǎn)位壘較小，隨著聚醚相對(duì)分子質(zhì)量的增加，鏈更柔順，軟段比例增加，故強(qiáng)度下降，彈性增加，永遠(yuǎn)變形增加。而對(duì)于聚酯一醇來說，軟段長(zhǎng)度對(duì)強(qiáng)度的影響并不很明顯。這是因?yàn)榉肿又写嬖邗セ?聚酯軟段的分子量增加，酯基也增加，抵消了軟段增加、硬段減少對(duì)強(qiáng)度的負(fù)面影響。另外，聚酯型聚氨酯的耐水解性能隨聚酯鏈段長(zhǎng)度的增加而降低，這是由于酯基增多的緣故:聚醚型聚氨酯的耐水解性能隨聚醚鏈段長(zhǎng)度的增加而提高。
五、價(jià)格比較
聚醚類聚氨酯彈性體照比聚酯類聚氨酯彈性體在價(jià)格方面要高出很多，其主要原因?yàn)椋?/span>
①聚醚類聚氨酯彈性體具備良好的耐水解性能、耐低溫性能、耐彎曲性能。
②構(gòu)成TPU軟段的聚醚類多元醇與聚酯類多元醇相較之下，其生產(chǎn)原料價(jià)格較高。
③聚醚類多元醇生產(chǎn)工藝照比聚酯類多元醇要復(fù)雜很多。
④聚醚類多元醇在反應(yīng)過程中各工藝條件較難控制。
⑤在生產(chǎn)聚醚類多元醇時(shí)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的要求較高，同時(shí)，生產(chǎn)過程中還要注意采取一定的防護(hù)措施。
六、結(jié)論綜上所述，聚醚型TPU具有高強(qiáng)度、耐水解和高回彈性，低溫性能好的優(yōu)點(diǎn)。通常用于軟泡、硬泡，硬質(zhì)塑料和表面涂料、高回彈軟質(zhì)泡沫的加工生產(chǎn)。而聚酯型TPU具有較好的拉伸性能、撓曲性能、耐摩損性以及耐溶劑性能，不易氧化和耐較高溫度等優(yōu)點(diǎn)。主要用于軟泡、硬泡、小密度半硬泡、軟質(zhì)涂料、彈性體和膠粘劑、實(shí)芯和微孔彈性體的生產(chǎn)。
聚醚型TPU與聚酯型TPU產(chǎn)生差異的主要原因是由于其軟段構(gòu)成物分別為聚醚型低聚物多元醇及聚酯型低聚物多元醇，而TPU的軟段成份又主要影響到熱塑性聚氨酯的低溫柔軟性和長(zhǎng)期耐老化性。
就目前看來，我們Ever Tech 在原料選用上聚酯類TPU使用較多，而對(duì)于聚醚類TPU很大部分還停留在樣品料測(cè)試階段。許多商品熱塑性聚氨酯都是聚酯型的，這種熱塑性聚氨酯的耐磨性、抗撕裂性以及拉仲和撕裂強(qiáng)度都優(yōu)于聚醚型熱塑性聚氨酯，聚酯型熱塑性聚氨酯在油、脂和水中的溶脹性也比較小。但其在耐水解性、耐微生物降解性和低溫性、柔順性等方面卻不具備聚醚型聚氨酯彈性體的優(yōu)勢(shì)，因此在對(duì)上述性能要求較高時(shí)，推薦使用聚醚型熱塑性聚氨酯
下一篇：在涂料中增稠劑羥乙基纖維素類的使用方法上一篇： 給你所需的建筑涂料用助劑
此文關(guān)鍵字：聚氨酯,水性聚氨酯,水性聚氨酯樹脂,水性樹脂,聚氨酯乳液,水性聚氨酯乳液,三升化工,順德三升貿(mào)易
同類文章排行
- 絲印油墨的消泡與脫泡問題
- 水性柔板和凹版油墨，上光油消泡劑問題
- 迪高消泡劑常見問題
- 消泡劑是如何起作用的？
- 脂方族水性樹脂，有什么特殊性能？
- 醇溶性聚氨酯樹脂與水性聚氨酯樹脂有什么區(qū)別
- 水性樹脂為什么對(duì)鋁的附著力不好，怎么解決
- 分散高色素炭黑和普通炭黑要用不同的分散劑
- 分散劑分散鈦白粉炭黑彩色為什么效果不一樣
- 加消光粉后涂料表面顆粒感產(chǎn)生原因及解決方法
最新資訊文章
- 具有隔熱反射功能涂料的制備方法
- 雙組份透明玻璃隔熱涂料配方及其制備方法
- 自清潔有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂隔熱反射涂料制備方法
- 復(fù)合型水性丙烯酸隔熱涂料及其制備方法
- 高固含量水性紫外光固化透明隔熱涂料及其制備方法
- 環(huán)保型透明隔熱涂料配方及其制備方法
- 納米ATO/TiO2填料水性聚氨酯隔熱透明涂料配方
- 合成聚氨酯玻璃隔熱涂料配方及其制備方法
- 環(huán)保隔熱涂料及其制備方法
- 防水隔熱外墻涂料配方及其制備方法
您的瀏覽歷史
