La differenza tra TPU di tipo polieterico e di tipo poliestere

La differenza traTPU tipo polietereEtipo poliestere

Il TPU può essere suddiviso in due tipi: tipo polieterico e tipo poliestere. A seconda delle diverse esigenze applicative del prodotto, è necessario selezionare il tipo di TPU più adatto. Ad esempio, se i requisiti di resistenza all'idrolisi sono relativamente elevati, il TPU di tipo polieterico è più indicato del TPU di tipo poliestere.

Quindi oggi parliamo delle differenze traTPU di tipo polietericoETPU tipo poliestereCome distinguerli? Di seguito verranno approfonditi quattro aspetti: differenze nelle materie prime, differenze strutturali, confronti prestazionali e metodi di identificazione.

1. Differenze nelle materie prime

Credo che molti conoscano il concetto di elastomeri termoplastici, che hanno la caratteristica strutturale di contenere segmenti sia morbidi che duri, per conferire rispettivamente flessibilità e rigidità al materiale.

Il TPU possiede segmenti di catena sia morbidi che rigidi, e la differenza tra il TPU di tipo polieterico e quello di tipo poliestere risiede proprio nella differenza tra i segmenti di catena morbidi. Questa differenza è evidente a partire dalle materie prime.

TPU di tipo polieterico: 4,4'-difenilmetano diisocianato (MDI), politetraidrofurano (PTMEG), 1,4-butandiolo (BDO), con un dosaggio di circa il 40% per MDI, il 40% per PTMEG e il 20% per BDO.

Poliestere TPU tipo: 4,4'-difenilmetano diisocianato (MDI), 1,4-butandiolo (BDO), acido adipico (AA), con MDI che rappresenta circa il 40%, AA che rappresenta circa il 35% e BDO che rappresenta circa il 25%.

Possiamo osservare che la materia prima per il segmento di catena morbida TPU di tipo polieterico è il politetraidrofurano (PTMEG); la materia prima per i segmenti di catena morbida TPU di tipo poliestere è l'acido adipico (AA), dove l'acido adipico reagisce con il butandiolo per formare l'estere di polibutilene adipato come segmento di catena morbida.

2. Differenze strutturali

La catena molecolare del TPU ha una struttura lineare a blocchi di tipo n (AB), dove A è un poliestere o polietero ad alto peso molecolare (1000-6000), B è generalmente butandiolo e la struttura chimica tra i segmenti della catena AB è diisocianato.

In base alle diverse strutture di A, il TPU può essere suddiviso in tipo poliestere, tipo polieterico, tipo policaprolattone, tipo policarbonato, ecc. I tipi più comuni sono il TPU di tipo polieterico e il TPU di tipo poliestere.

Dalla figura sopra riportata, possiamo osservare che le catene molecolari complessive del TPU di tipo polieterico e del TPU di tipo poliestere sono entrambe strutture lineari, con la principale differenza che risiede nel fatto che il segmento della catena flessibile sia un poliolo polieterico o un poliolo poliestere.

3. Confronto delle prestazioni

I polioli polieterici sono polimeri o oligomeri alcolici con legami eterei e gruppi idrossilici alle estremità della struttura della catena molecolare principale. Ciò è dovuto alla bassa energia di coesione dei legami eterei nella loro struttura e alla facilità di rotazione.

Pertanto, il TPU polieterico possiede un'eccellente flessibilità a basse temperature, resistenza all'idrolisi, resistenza alla muffa, resistenza ai raggi UV, ecc. Il prodotto ha una buona sensazione al tatto, ma la resistenza alla pelatura e alla frattura è relativamente scarsa.

I gruppi esterei con forte energia di legame covalente presenti nei polioli poliestere possono formare legami idrogeno con segmenti di catena rigidi, fungendo da punti di reticolazione elastica. Tuttavia, il poliestere è soggetto a rottura a causa dell'invasione di molecole d'acqua, e l'acido generato dall'idrolisi può ulteriormente catalizzare l'idrolisi del poliestere.

Pertanto, il TPU poliestere possiede eccellenti proprietà meccaniche, resistenza all'usura, resistenza allo strappo, resistenza alla corrosione chimica, resistenza alle alte temperature e facilità di lavorazione, ma scarsa resistenza all'idrolisi.

4. Metodo di identificazione

Per quanto riguarda quale TPU sia meglio utilizzare, si può solo dire che la scelta dovrebbe basarsi sui requisiti fisici del prodotto. Per ottenere buone proprietà meccaniche, è preferibile utilizzare TPU poliestere; se si considerano il costo, la densità e l'ambiente di utilizzo del prodotto, come ad esempio la produzione di giochi acquatici, il TPU polieterico è più adatto.

Tuttavia, quando si scelgono o si confondono accidentalmente due tipi di TPU, non si nota una differenza significativa nell'aspetto. Come possiamo quindi distinguerli?

In realtà esistono molti metodi, come la colorimetria chimica, la gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS), la spettroscopia nel medio infrarosso, ecc. Tuttavia, questi metodi richiedono elevate competenze tecniche e tempi lunghi.

Esiste un metodo di identificazione relativamente semplice e veloce? La risposta è sì, ad esempio il metodo del confronto di densità.

Questo metodo richiede un solo densimetro. Prendendo come esempio un densimetro per gomma ad alta precisione, i passaggi della misurazione sono i seguenti:

Posiziona il prodotto sul tavolo di misurazione, visualizza il peso del prodotto e premi il tasto Invio per memorizzare il dato.
Immergere il prodotto in acqua per visualizzarne il valore di densità.
L'intero processo di misurazione richiede circa 5 secondi, dopodiché è possibile distinguere i due tipi di TPU in base al principio che la densità del TPU di tipo poliestere è superiore a quella del TPU di tipo polieterico. L'intervallo di densità specifico è: TPU di tipo polieterico -1,13-1,18 g/cm³; TPU di tipo poliestere -1,18-1,22 g/cm³. Questo metodo permette di distinguere rapidamente tra TPU di tipo poliestere e di tipo polieterico.