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電線電纜TPU料中的聚酯TPU料和聚醚TPU料的不同之處

發布時間:2018.07.16 新聞來源:TPU原料|聚醚TPU料|聚酯TPU|包膠TPU料|阻燃防護火線TPU料||東莞鑫盛高高分子科技有限公司官網 瀏覽次數:
聚醚型TPU與聚酯型TPU之間存在的差異,電線電纜TPU料中的聚酯TPU料和聚醚TPU料的不同之處

TPU的軟質段可使用多種的聚醇,大致上可分為聚醚系及聚酯系兩種。

聚醚型(Ether):高強度、耐水解和高回彈性,低溫性能好。

聚酯型(Ester):較好的拉伸性能、撓曲性能、耐摩損性以及耐溶劑性能和耐較高溫度。

軟質段的差異,對物性所形成的影響如下 :
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
濕氣蒸發性    聚酯系     <     聚醚系
低溫沖擊性    聚酯系     <     聚醚系
透明性        聚酯系     >     聚醚系
耐菌性        聚酯系     <     聚醚系

七大區別

生產原料及配方差異

(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%。

分子質量分布及影響

聚醚的相對分子質量分布遵循Poisson幾率方程,相對分子質量分布較窄;而聚酯二元醇的相對分子質量分布則服從Flory幾率分布,相對分子質量分布較寬。

軟段的分子量對聚氨酯的力學性能有影響,一般來說,假定聚氨酯分子量相同,其軟段若為聚酯,則聚氨酯的強度隨作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。

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。

水解穩定性比較

聚酯型熱塑性聚氨酯用碳化二亞胺進行保護后,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。隨聚酯二醇原料中亞甲基數目的增加,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。

耐微生物性比較

聚酯型軟質熱塑性聚氨酯與潮濕的土壤長時間接觸,會被微生物侵蝕,而聚醚型軟質或硬質熱塑性聚氨酯以及聚醚型熱塑性聚氨酯或硬質熱塑性聚氨酯通常不會受到微生物侵蝕。

價格比較

聚醚類聚氨酯彈性體照比聚酯類聚氨酯彈性體在價格方面要高出很多,其主要原因為:
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,其生產原料價格較高。
③聚醚類多元醇生產工藝照比聚酯類多元醇要復雜很多。
④聚醚類多元醇在反應過程中各工藝條件較難控制。
⑤在生產聚醚類多元醇時,對生產設備的要求較高,同時,生產過程中還要注意采取一定的防護措施。

加工過程的差異性比較

1、干燥

正如我們所知道的那樣,聚氨酯是極性聚合物,當其暴露在空氣中時會慢慢吸濕。用吸濕的TPU料粒熔融加工成型,水在加工溫度下氣化,使得制品表面不光滑,內部產生氣泡,物性降低,因此為了保證制品的性能和防止熔融加工時水分氣化引起的氣泡,在TPU加工之前,一般需要對料粒進行干燥處理。

我們在前面TPU酯類與醚類水解穩定性比較的時候也已作過分析,由于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,通常情況下,在同等條件時,聚酯類TPU比聚醚類TPU的含水量要高出很多,因此在干燥過程中要對聚酯類TPU尤為注意,要注意將其徹底烘干,嚴格對烘干條件進行控制。

2、保壓階段

聚合物熔體在注塑時,無論是預塑階段還是注射階段,熔體都要經受內部靜壓力和外部動壓力的聯合作用。保壓階段,聚合物熔體將受到高壓作用,在此壓力下,分子鏈段間的自由體積要受到壓縮,由于分子鏈間自由體積減小,大分子鏈段的靠近使分子間作用力加強即表現粘度提高,另外,由于聚醚類TPU其醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉位壘較小,從而導致增強分子鏈的緊密鏈段間的作用較小,所以在壓縮時,分子鏈相對位移較大,于是粘度表現了能在較大的范圍內變化。另外,由于聚醚類TPU其分子鏈較聚酯類TPU而言要柔順許多,故其永久性形變較難形成,因此在對聚醚類TPU加工過程中進行保壓時,與聚酯類TPU相較而言,聚醚類TPU要控制較長的保壓時間。

3、加工時間

由于在一般情況下,分子量增加使分子鏈段加長,分子鏈重心移動越慢,鏈段間的相對位移抵消機會越多,分子長鏈的柔性加大,纏結點增多,鏈的解脫和滑移困難,使流動過程阻力增大,需要的時間和能量也增加,表現出粘度對剪切的敏感性。而通常情況下聚酯類TPU照比聚醚類TPU的分子質量要大,故其加工成型所需時間也會較長。

4、加工溫度

由于通常情況下聚酯類TPU照比聚醚類TPU的分子質量分布較寬,故其加工過程中所需溫度較高。由于聚醚類TPU的氮氧鍵較易斷裂,因此需要相對較低的溫度便可實現對其的加工。

5、壓力

由于聚酯類TPU其分子內聚能較大,其分子結構中的氮氧鍵亦較難斷裂,故對其加工即破壞其分子鍵亦需要較高溫度及壓力。

6、冷卻

由于聚酯類TPU內磨擦較大,分子內聚能較大,故使其冷卻即使其恢復正常狀態較困難,因此需要較長的冷卻時間。

7、流動性

由于聚醚類TPU醚鍵內聚能較低,鍵的旋轉位壘較小,隨著聚醚相對分子質量的增加,鏈更柔順,其分子鏈具有高度的柔順性,故表現出很好的流動性,而聚酯類TPU則稍遜。


1.TPU聚酯材質:外觀和TPU聚醚一樣,不耐水解,在使用一定時間后其內部物質會溶解于水、易發黃、較聚醚稍硬、不適用水上產品。(現在有很多廠家使用該聚酯膜冒充聚醚膜進行生產,客戶在選購產品時一定要認真鑒別)
2.TPU聚醚材質:該材料是一種無味環保材質,抗磨損性高,抗撕裂、抗拉伸、抗剝離性好,氣密性高,韌性強,不易發黃、環保安全無毒、經久耐用、耐寒性好,不受氣候影響,零下35度仍保持良好的彈性;特別適合用于充氣類水上游樂產品使用;
3、TPU聚醚膜,符合國際EN-71防火阻燃標準、SGS環保低毒標準、CTI與STR檢測認證機構通過檢測認證。材質符合世界各國出口標準。
聚酯類TPU主要是機械強度好,適用于機械配件,聚醚類TPU主要是耐水解性好,主要用在電線電纜類產品。
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