Введение в ТПУ

Термопластичный полиуретановый эластомер, сокращенно ТПУ, также известный как термопласт ПУ, представляет собой линейный блок-сополимер, состоящий из мягкого сегмента олигомера-полиола и жесткого сегмента удлинителя диизоцианатной цепи.

Молекулы ТПУ содержат группы -NH-COO-, многие из ее характеристик зависят от типа длинноцепочечных диолов, ее твердость с твердыми сегментами для определения соотношения для регулировки ее светового старения может быть добавлена ​​для улучшения светостабилизатора, но также зависит от того, является ли изоцианат ароматическим или алифатическим.

Разница между алифатическими и ароматическими

Ароматические изоцианаты используются там, где они не подвержены окислительному обесцвечиванию под воздействием УФ-излучения. Полиуретановые покрытия, изготовленные из ароматических полиизоцианатов, подвержены окислению и, следовательно, с большей вероятностью разрушаются под прямыми солнечными лучами.

Напротив, алифатические изоцианаты в основном используются для изготовления светостабилизированных покрытий. Эти продукты используются там, где определенно требуется стабилизация к ультрафиолетовому или солнечному свету, например, в автомобильных лаках и многих составах на водной основе.

Алифатические изоцианаты

Алифатические полиизоцианаты обеспечивают полиуретановым покрытиям превосходную химическую стойкость и хорошую стойкость к старению. Благодаря отсутствию фенильных групп использование алифатических изоцианатов обеспечивает длительную адгезию в суровых условиях.

Ароматические изоцианаты

По сравнению с алифатическими производными, производные этих двух групп продуктов делают покрытия менее устойчивыми к старению (пожелтению) и менее устойчивыми к химическим веществам (особенно более низкой стойкостью к щелочам). Поэтому ароматические полиизоцианаты в основном используются во внутренних помещениях (покрытия полов, покрытия резервуаров и т. д.) или в качестве грунтовок. Даже грунтовки в автомобильном секторе используются все меньше и меньше, поскольку пожелтение грунтовки влияет на цвет верхнего слоя и вызывает межслойное отслаивание.

Как правило, ароматические полиизоцианаты в основном не используются в покрытиях. Например, 80% продуктов TDI используется для изготовления мягкой пены, а 65% продуктов MDI — для производства твердой пены.

Различия между ТПУ полиэфирного типа и ТПУ полиэфирного типа

В мягкой части ТПУ могут использоваться различные полиспирты, которые можно условно разделить на полиэфирные и полиэфирные системы.

Тип полиэфира (эфир): высокая прочность, стойкость к гидролизу и высокая устойчивость, хорошие характеристики при низких температурах.

Тип полиэстера (Ester): лучшие свойства на растяжение, изгиб, устойчивость к износу, устойчивость к растворителям и устойчивость к более высоким температурам.

Различия в мягкости свойств материала заключаются в следующем.

Прочность на разрыв -- Полиэстер Полиэфир
Прочность на разрыв -- Полиэстер Полиэфир
Устойчивость к истиранию -- Полиэстер Полиэфир
Химическая стойкость -- Полиэстер Полиэфир
Испарение влаги -- Полиэстер < Полиэфир
Воздействие низких температур -- Полиэстер < Полиэфир

Прозрачность -- Полиэстер Полиэфир
Устойчивость к бактериям -- Полиэстер < Полиэфир

Шесть отличий

1. Производство сырья и различия в рецептуре

(1) Сырьем для производства ТПУ полиэфирного типа в основном являются 4-4'-дифенилметандиизоцианат (МДИ), политетрагидрофуран (ПТМЭГ), 1,4-бутандиол (БДО), из которых количество МДИ составляет около 40. %, ПТМЭГ составляет около 40%, БДО около 20%.

(2) Сырьем для производства ТПУ полиэфирного типа в основном являются 4-4'-дифенилметандиизоцианат (МДИ), 1,4-бутандиол (БДО), адипиновая кислота (АА), из которых количество МДИ составляет около 40%. , АА составляет около 35%, БДО — около 25%.

2. Молекулярно-массовое распределение и влияние

Относительное молекулярно-массовое распределение полиэфира следует случайному уравнению Пуассона, и относительное молекулярно-массовое распределение уже; в то время как относительное молекулярно-массовое распределение полиэфирдиола подчиняется случайному распределению Флори, и относительное молекулярно-массовое распределение шире.

Молекулярная масса мягкого сегмента влияет на механические свойства полиуретана. Вообще говоря, если предположить, что молекулярная масса полиуретана одинакова, то прочность полиуретана увеличивается с увеличением молекулярной массы полиэфирдиола, если его мягкий сегмент представляет собой полиэфир; прочность полиуретана снижается с увеличением молекулярной массы полиэфирдиола, если его мягким сегментом является полиэфир, хотя скорость удлинения возрастает. Это связано с тем, что мягкий сегмент полиэфирного типа сам по себе более полярен, молекулярная масса велика, структура имеет высокую регулярность, что способствует улучшению прочности, в то время как мягкий сегмент полиэфира менее полярен, если молекулярная масса увеличивается. , относительное содержание жесткого сегмента полиуретана уменьшается, прочность снижается.

3. Сравнение механических свойств

Полиэфир, полиэфир и другие олигомерные полиолы составляют мягкие сегменты. На мягкие сегменты приходится большая часть полиуретана, а свойства полиуретанов, полученных из различных олигомерных полиолов и диизоцианатов, различаются. Полярный полиэстер как мягкий сегмент полиуретанового эластомера и пенопласта имеет лучшие механические свойства. Поскольку полиэстер, изготовленный из полиуретана, содержащего полярную сложноэфирную группу, этот вид полиуретана внутри не только между твердой частью может образовывать водородную связь, а мягкая часть полярной группы также может быть частью жесткой части полярной группы с образованием водорода. склеивание, так что твердая фаза может быть более равномерно распределена в мягкой фазе, чтобы играть роль точки сшивки. При комнатной температуре некоторые полиэфиры могут образовывать мягкие сегменты, которые кристаллизуются и влияют на характеристики полиуретана. Полиуретаны полиэфирного типа обладают более высокой прочностью, маслостойкостью и термоокислительной стабильностью, чем полиэфирные типа PPG, но имеют меньшую стойкость к гидролизу, чем полиэфирные.

4. Сравнение гидролитической стабильности

Устойчивость к гидролизу полиэфирно-эфирного типа ТПУ улучшается после защиты карбодиимидом. Полиэфирэфирный тип ТПУ и полиэфирный тип ТПУ обладают лучшей устойчивостью к гидролизу при высокой температуре.

Полиэфиры подвержены разрушению под действием молекул воды, а кислота, образующаяся при гидролизе, катализирует дальнейший гидролиз полиэфира. Тип полиэстера оказывает определенное влияние на физические свойства и водостойкость эластомеров. С увеличением количества метиленовых групп в полиэфирдиоловом сырье повышается водостойкость получаемых полиуретановых эластомеров на основе полиэфира. Водостойкость также выше при меньшем содержании сложноэфирных групп. Аналогично, водостойкость полиуретановых эластомеров, полученных из полиэфиров, синтезированных с длинноцепочечными двухосновными кислотами, лучше, чем у полиуретанов на основе сложных полиэфиров с короткоцепочечными двухосновными кислотами.

5. Сравнение микробной устойчивости

Мягкие ТПУ полиэфирного типа могут подвергаться воздействию микроорганизмов при длительном контакте с влажной почвой, тогда как мягкие или жесткие ТПУ полиэфирного типа, а также ТПУ полиэфирного типа или жесткие ТПУ обычно не подвергаются воздействию микроорганизмов.

6. Сравнение цен

Полиэфирные полиуретановые эластомеры намного дороже, чем полиэфирные полиуретановые эластомеры, главным образом по следующим причинам:

(1) Полиэфирные полиуретановые эластомеры обладают хорошей стойкостью к гидролизу, устойчивостью к низким температурам, устойчивостью к изгибу.

â¡ Состав мягкой секции ТПУ из полиэфирполиолов и полиэфирполиолов по сравнению с производством сырья, цена выше.

(iii) Процесс производства полиэфирполиола намного сложнее, чем процесс производства полиэфирполиола.

(4) Трудно контролировать условия процесса в процессе реакции полиэфирполиолов.

⤠При производстве полиэфирполиолов требования к производственному оборудованию выше, и в то же время следует уделять внимание принятию определенных защитных мер в производственном процессе.

Дифференциальное сравнение процессов

1. Сушка

Как мы знаем, полиуретан является полярным полимером и медленно впитывает влагу под воздействием воздуха. Благодаря формованию расплава влагопоглощающих гранул ТПУ, испарению воды при температуре обработки, поверхность продукта становится негладкой, внутренние пузырьки и физические свойства уменьшаются, поэтому для обеспечения производительности продукта и предотвращения образования пузырьков, вызванных испарение воды во время обработки расплава, перед обработкой ТПУ, обычно требует сушки гранул.

В предыдущем сравнении гидролитической стабильности сложного эфира и эфира ТПУ мы анализировали сравнение, поскольку полиэфир чувствителен к молекулам воды и разрушению, а гидролиз образующейся кислоты может катализировать дальнейший гидролиз полиэфира, обычно в тех же условиях, полиэфир ТПУ , чем полиэфир ТПУ, содержание воды намного выше, поэтому в процессе сушки следует быть особенно осторожным с полиэфирным ТПУ, обращать внимание на его тщательную сушку, строго контролировать условия сушки. Условия сушки должны строго контролироваться,

2. Стадия повышения давления

Расплав полимера при литье под давлением, будь то стадия предварительного формования или стадия впрыска, расплав должен подвергаться внутреннему статическому давлению и внешнему динамическому давлению совместного действия. Удерживая стадию давления, расплав полимера будет подвергаться высокому давлению, под этим давлением свободный объем между сегментами молекулярной цепи сжимается из-за уменьшения свободного объема между молекулярными цепями, близости крупных сегментов молекулярной цепи, поэтому что межмолекулярные силы для усиления характеристик вязкости увеличиваются, кроме того, из-за того, что энергия сцепления эфирной связи ТПУ с эфиром ниже, вращательные барьеры связи малы, что приводит к расширению молекулярной цепи компактных сегментов цепи тот роль меньшего, поэтому при сжатии относительное смещение молекулярной цепи больше, поэтому характеристики вязкости могут меняться в широком диапазоне. Кроме того, из-за того, что молекулярная цепь полиэфирного ТПУ по сравнению с полиэфирным ТПУ намного более гладкая, поэтому его остаточную деформацию труднее сформировать, поэтому в процессе обработки полиэфирного ТПУ необходимо поддерживать давление, по сравнению с полиэфирным ТПУ, полиэфирный ТПУ для управления более длинным время выдержки.

3. Время обработки

Как правило, молекулярная масса увеличивается, так что удлиняется сегмент молекулярной цепи, чем медленнее центр тяжести молекулярной цепи, тем медленнее относительное смещение между сегментами цепи компенсируется, тем больше возможностей, молекулярная гибкость длинной цепи увеличивается. , увеличение точек запутывания, цепочка трудностей диссоциации и проскальзывания, так что сопротивление процесса потока увеличивается, а потребность во времени и энергии увеличивается, показывая вязкость чувствительности к сдвигу. Обычно полиэфирный ТПУ имеет большую молекулярную массу, чем полиэфирный ТПУ, поэтому время, необходимое для его обработки и формования, будет больше.

4. Температура обработки

В результате полиэфирного ТПУ, как правило, по сравнению с полиэфирным ТПУ распределение молекулярной массы шире, поэтому температура его обработки выше. Поскольку связь азота и кислорода в полиэфирном ТПУ легче разорвать, для его обработки требуется относительно низкая температура.

5. Давление

Поскольку полиэфирный ТПУ обладает большой энергией молекулярного сцепления, связь азот-кислород в его молекулярной структуре также трудно разорвать, поэтому для его обработки требуются высокие температура и давление, чтобы разорвать молекулярную связь.

6. Охлаждение

Поскольку полиэфирный ТПУ имеет большое внутреннее трение и большую молекулярную когезию, его трудно охладить, даже если он возвращается в нормальное состояние, поэтому ему требуется более длительное время охлаждения.

7. текучесть

Благодаря тому, что энергия когезии эфирной связи полиэфира ТПУ ниже, вращательные барьеры связи меньше, с увеличением относительной молекулярной массы полиэфира цепь становится более гибкой, ее молекулярная цепь имеет высокую степень гибкость, поэтому он показывает хорошую подвижность, в то время как полиэфирный ТПУ немного уступает.

Xiamen LFT Composite Plastic Co., Ltd.

Компания Xiamen LFT Composite Plastic Co., LTD была основана в 2009 году и является мировым поставщиком термопластических материалов, армированных длинным волокном, объединяющих исследования и разработки продукции, исследования и разработки, производство и маркетинг продаж. Наша продукция LFT прошла сертификацию системы ISO9001 и 16949 и получила множество национальных товарных знаков и патентов, охватывающих области автомобилестроения, военных деталей и огнестрельного оружия, аэрокосмической промышленности, новой энергетики, медицинского оборудования, энергии ветра, спортивного оборудования и т. д.