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聚氨酯TPU與聚氨醚TPU的七大區(qū)別
熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)又稱聚氨酯熱塑性彈性體,是由低聚物多元醇軟段和二異氰酸酯擴(kuò)鏈劑硬段組成的線性嵌段共聚物。
1、干燥
眾所周知,聚氨酯是一種極性聚合物,當(dāng)暴露在空氣中時(shí),它會(huì)緩慢地吸收水分。吸濕性tplu粒子是通過(guò)熔融形成的。水在加工溫度下氣化,使產(chǎn)品表面不光滑,內(nèi)部產(chǎn)生氣泡,降低產(chǎn)品的物理性能。因此,為了保證產(chǎn)品的性能,防止熔融過(guò)程中水氣化產(chǎn)生氣泡,TPU顆粒在加工前需要干燥。
由于聚酯易受水分子的攻擊,水解生成的酸可以催化聚酯進(jìn)一步水解。一般來(lái)說(shuō),在相同條件下,聚酯熱塑性聚氨酯的含水量遠(yuǎn)高于聚醚型熱塑性聚氨酯。因此,在干燥過(guò)程中,應(yīng)特別注意聚酯熱塑性聚氨酯,應(yīng)徹底干燥,嚴(yán)格控制干燥條件。
2、保壓階段
在聚合物熔體的注射成型過(guò)程中,無(wú)論是在預(yù)成型階段還是在注射階段,熔體都受到內(nèi)部靜壓和外部動(dòng)壓力的共同作用。
在保壓階段,聚合物熔體將承受高壓。在這個(gè)壓力下,分子段之間的自由體積將被壓縮。由于分子鏈間自由體積的減小,分子間作用力增大,即表觀粘度增大。另外,由于醚糖的內(nèi)聚能較低,聚醚的TPU鍵的旋轉(zhuǎn)勢(shì)壘較小,分子鏈的緊密性增強(qiáng),分子鏈在壓縮過(guò)程中的相對(duì)位移較大,因此粘度可以在很大范圍內(nèi)變化。另外,由于聚醚型TPU的分子鏈比聚酯型TPU的柔性大得多,很難形成聚醚型TPU的永久變形。因此,TPU的保溫時(shí)間應(yīng)比TPU長(zhǎng)。
3、處理時(shí)間
一般說(shuō)來(lái),分子量的增加使分子鏈段變長(zhǎng),分子鏈重心移動(dòng)越慢,鏈段間相對(duì)位移移動(dòng)的機(jī)會(huì)越大,長(zhǎng)分子鏈的柔韌性增加,纏結(jié)節(jié)點(diǎn)數(shù)增加,鏈溶解時(shí)間越晚,分子鏈的相對(duì)位移越慢,分子鏈的彈性越大,分子鏈的溶解度越大,分子鏈的相對(duì)位移就越大滑移困難,流動(dòng)阻力增大,所需時(shí)間和能量增加,說(shuō)明粘度對(duì)剪切敏感。聚酯熱塑性聚氨酯的分子量高于聚醚。
4、加工溫度
總的來(lái)說(shuō),聚酯型熱塑性聚氨酯的分子量分布比聚醚型熱塑性聚氨酯寬,加工溫度更高。由于聚醚熱塑性聚氨酯(TPU)的氮氧鍵容易斷裂,加工過(guò)程中需要較低的溫度。
5、壓力
由于聚酯熱塑性聚氨酯(TPU)具有較高的內(nèi)聚能,很難破壞分子結(jié)構(gòu)中的氮、氧鍵,這就需要更高的溫度和壓力來(lái)處理和破壞分子鍵。
6、冷卻
熱塑性聚氨酯(TPU)具有高摩擦系數(shù)和高內(nèi)聚能,即使回復(fù)正常狀態(tài)也很難冷卻。
7、流動(dòng)性
由于聚醚TPU的醚鍵內(nèi)聚能較低,旋轉(zhuǎn)勢(shì)壘較小,隨著聚醚相對(duì)分子量星的增加,鏈變得更加柔軟,分子鏈具有較高的柔韌性和良好的流動(dòng)性,而聚酯TPU則稍差。脆和不溶解,芳族氨基甲酸酯TPU更是如此。此外,在這--過(guò)程中,芳族氨基甲酸酯TPU產(chǎn)生明顯的黃棕色,而脂族氨基甲酸酯TPU則顏色較穩(wěn)定。
紫外降解過(guò)程被認(rèn)為在含有前醌型結(jié)構(gòu)的芳族氨基甲酸酯中產(chǎn)生了醌亞胺結(jié)構(gòu),隨后可能活潑氫部分加成到醌亞胺上生成交聯(lián)的TPU鏈。
淺談聚氨酯TPU耐水解性和抗紫外線性能
人們對(duì)于這種芳族氨基甲酸酯的紫外降解過(guò)程尚持有不同的見解,其中包括有化學(xué)式如下所示的光-弗利斯重排反應(yīng)(photo-Fies rarangments),以解釋TPU鏈的色變和交聯(lián)。
淺談聚氨酯TPU耐水解性和抗紫外線性能
以上兩種化學(xué)反應(yīng)式不可能在脂族氨基甲酸酯TPU中生成,因?yàn)楹笳邿o(wú)醌型結(jié)構(gòu)。事實(shí)上,兩種結(jié)構(gòu)相比表明,脂族氨基甲酸酯TPU較芳族氨基甲酸酯TPU顯示出較佳的紫外光穩(wěn)定性。
無(wú)疑,不管TPU中氨基甲酸酯基結(jié)構(gòu)如何,在紫外光引發(fā)自動(dòng)氧化過(guò)程中也可能會(huì)發(fā)生TPU鏈的某種程度的氫過(guò)氧化作用。由TPU紫外光降解過(guò)程的性質(zhì)來(lái)看,紫外光吸收劑[2-(2’-羥基-3',5'-二叔戊基苯基)苯并三唑]與抗氧劑[四(亞甲基-3(3',5'-二叔丁基-4'-羥基苯基)丙酸)甲烷]化合,為TPU提供了一個(gè)特別有效的紫外光穩(wěn)定體系。另外,單獨(dú)使用少量炭黑,可起屏蔽紫外光作用,它是TPU非常有效的紫外光穩(wěn)定劑。
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