Présentation du TPU

L'élastomère de polyuréthane thermoplastique, abrégé en TPU, également connu sous le nom de thermoplastique PU, est un copolymère séquencé linéaire composé d'un segment souple de polyol oligomère et d'un segment dur d'extension de chaîne diisocyanate.

La molécule TPU contient des groupes -NH-COO-, beaucoup de ses caractéristiques dépendent du type de diols à longue chaîne, sa dureté avec des segments durs pour faire le rapport pour ajuster son vieillissement à la lumière peut être ajoutée pour améliorer le stabilisateur de lumière, mais cela dépend aussi de l'isocyanate qui est aromatique ou aliphatique.

Différence entre aliphatique et aromatique

Les isocyanates aromatiques sont utilisés lorsqu'ils ne prennent pas en charge la décoloration oxydative causée par la lumière UV. Les revêtements de polyuréthane préparés à partir de polyisocyanates aromatiques sont sensibles à l'oxydation et sont donc plus susceptibles de se dégrader sous la lumière directe du soleil.

En revanche, les isocyanates aliphatiques sont principalement utilisés pour fabriquer des revêtements stabilisés à la lumière. Ces produits sont utilisés là où une stabilisation aux rayons ultraviolets ou au soleil est absolument nécessaire, comme dans les vernis transparents pour automobiles et de nombreuses formulations à base d'eau.

Isocyanates aliphatiques

Les polyisocyanates aliphatiques fournissent aux revêtements polyuréthane une excellente résistance chimique et une bonne résistance au vieillissement. En raison de l'absence de groupes phényle, l'utilisation d'isocyanates aliphatiques garantit une adhérence durable dans des conditions difficiles.

Isocyanates aromatiques

Par rapport aux dérivés aliphatiques, les dérivés de ces deux groupes de produits rendent les revêtements moins résistants au vieillissement (jaunissement) et moins résistants aux produits chimiques (notamment une moins bonne résistance aux alcalis). Les polyisocyanates aromatiques sont donc principalement utilisés dans les applications intérieures (revêtements de sol, revêtements de cuves, etc.) ou pour les primaires. Même les apprêts sont de moins en moins utilisés dans le secteur automobile, car le jaunissement de l'apprêt affecte la couleur de la couche de finition et provoque le pelage des couches intermédiaires.

En général, les polyisocyanates aromatiques ne sont pas principalement utilisés dans les revêtements. Par exemple, 80 % des produits TDI sont utilisés pour fabriquer de la mousse souple, tandis que 65 % des produits MDI sont utilisés pour fabriquer de la mousse dure.

Différencesentre le TPU de type polyéther et le TPU de type polyester

La section souple du TPU peut utiliser une variété de polyalcools, qui peuvent être largement classés en systèmes polyéther et polyester.

Type polyéther (éther) : haute résistance, résistance à l'hydrolyse et haute résilience, bonnes performances à basse température.

Type polyester (Ester) : meilleures propriétés de traction, propriétés de flexion, résistance à l'usure et à la déchirure, résistance aux solvants et résistance aux températures plus élevées.

Les différences dans la douceur des propriétés du matériau sont les suivantes.

Résistance à la traction - Polyester Polyéther
Résistance à la déchirure -- Polyester Polyéther
Résistance à l'abrasion -- Polyester Polyéther
Résistance chimique -- Polyester Polyéther
Évaporation de l'humidité -- Polyester < Polyéther
Impact à basse température -- Polyester < Polyéther

Transparence -- Polyester Polyéther
Résistance aux bactéries -- Polyester < Polyéther

Six différences

1. Production de matières premières et différences de formulation

(1) Les matières premières pour la production de TPU de type polyéther sont principalement le diisocyanate de 4-4'-diphénylméthane (MDI), le polytétrahydrofurane (PTMEG), le 1,4-butanediol (BDO), dont la quantité de MDI est d'environ 40 %, le PTMEG représente environ 40 %, le BDO environ 20 %.

(2) Les matières premières de production de TPU de type polyester sont principalement le diisocyanate de 4-4'-diphénylméthane (MDI), le 1,4-butanediol (BDO), l'acide adipique (AA), dont la quantité de MDI est d'environ 40 % , AA représente environ 35 %, BDO représente environ 25 %.

2. Distribution et influence de la masse moléculaire

La distribution de la masse moléculaire relative du polyéther suit l'équation du hasard de Poisson, et la distribution de la masse moléculaire relative est plus étroite ; tandis que la distribution de la masse moléculaire relative du polyester diol obéit à la distribution aléatoire de Flory, et la distribution de la masse moléculaire relative est plus large.

Le poids moléculaire du segment souple a un effet sur les propriétés mécaniques du polyuréthane. D'une manière générale, en supposant que le poids moléculaire du polyuréthane est le même, la résistance du polyuréthane augmente avec l'augmentation du poids moléculaire du polyester diol si son segment mou est du polyester ; la résistance du polyuréthane diminue avec l'augmentation du poids moléculaire du polyéther diol si son segment mou est du polyéther, bien que le taux d'allongement augmente. En effet, le segment souple de type polyester lui-même est plus polaire, le poids moléculaire est grand, la structure de haute régularité, pour améliorer la résistance du favorable, tandis que le segment souple du polyéther est moins polaire, si le poids moléculaire augmente , la teneur relative du segment dur de polyuréthane diminue, la résistance diminue.

3. Comparaison des propriétés mécaniques

Le polyéther, le polyester et d'autres polyols oligomères constituent les segments souples. Les segments mous représentent la majeure partie du polyuréthane, et les propriétés des polyuréthanes préparés à partir de différents polyols oligomères et diisocyanates varient. Polyester polaire comme segment souple de l'élastomère polyuréthane et de la mousse obtenue par les propriétés mécaniques du meilleur. Parce que le polyester fabriqué à partir de polyuréthane contenant un groupe ester polaire, ce type de polyuréthane interne non seulement entre la section dure peut former une liaison hydrogène, et la section molle du groupe polaire peut également faire partie de la section dure du groupe polaire pour former de l'hydrogène. liaison, de sorte que la phase dure puisse être répartie plus uniformément dans la phase molle, pour jouer le rôle de point de réticulation. À température ambiante, certains polyesters peuvent former des segments mous qui cristallisent et affectent les performances du polyuréthane. Les polyuréthanes de type polyester ont une résistance mécanique, une résistance à l'huile et une stabilité thermo-oxydative plus élevées que le type polyéther PPG, mais ont une résistance à l'hydrolyse plus faible que le type polyéther.

4. Comparaison de la stabilité hydrolytique

La résistance à l'hydrolyse du TPU de type polyester ester est améliorée après protection au carbodiimide. Le TPU de type polyéther ester et le TPU de type polyéther ont la meilleure résistance à l'hydrolyse à haute température.

Les polyesters sont susceptibles d'être fracturés par les molécules d'eau, et l'acide généré par l'hydrolyse catalyse une hydrolyse ultérieure du polyester. Le type de polyester a une certaine influence sur les propriétés physiques et la résistance à l'eau des élastomères. Avec l'augmentation du nombre de groupes méthylène dans la matière première polyester diol, la résistance à l'eau des élastomères polyuréthanes à base de polyester produits augmente. La résistance à l’eau est également meilleure avec une plus petite teneur en groupes ester. De même, la résistance à l'eau des élastomères de polyuréthane produits à partir de polyesters synthétisés avec des acides dibasiques à chaîne longue est meilleure que celle des polyuréthanes à base de polyester avec des acides dibasiques à chaîne courte.

5. Comparaison de la résistance microbienne

Les TPU souples de type polyester peuvent être attaqués par des micro-organismes en cas de contact prolongé avec un sol humide, tandis que les TPU souples ou rigides de type polyéther, ainsi que les TPU de type polyéther ou les TPU rigides, ne sont généralement pas attaqués par les micro-organismes.

6. Comparaison des prix

Les élastomères de polyuréthane polyéther sont beaucoup plus chers que les élastomères de polyuréthane polyester, principalement pour les raisons suivantes :

(1) Les élastomères de polyuréthane polyéther ont une bonne résistance à l'hydrolyse, une résistance aux basses températures et une résistance à la flexion.

â¡ La composition de la section souple du TPU des polyéther polyols et des polyester polyols par rapport à la production de matières premières, le prix est plus élevé.

(iii) Le processus de production du polyéther polyol est beaucoup plus compliqué que celui du polyester polyol.

(4) Il est difficile de contrôler les conditions de traitement dans le processus de réaction des polyéther polyols.

⤠Dans la production de polyéther polyols, les exigences en matière d'équipement de production sont plus élevées et, en même temps, il convient de veiller à prendre certaines mesures de protection dans le processus de production.

Comparaison différentielle des processus

1. Séchage

Comme nous le savons, le polyuréthane est un polymère polaire et absorbe lentement l'humidité lorsqu'il est exposé à l'air. Avec le moulage par fusion de granulés de TPU absorbant l'humidité, la vaporisation de l'eau à la température de traitement, ce qui rend la surface du produit non lisse, les bulles internes, les propriétés physiques sont réduites, afin d'assurer les performances du produit et d'éviter les bulles causées par la vaporisation de l'eau pendant le traitement par fusion, avant le traitement du TPU, nécessite généralement de sécher les granulés.

Nous avons analysé dans la précédente comparaison de stabilité hydrolytique des esters et éthers de TPU, car le polyester est sensible aux molécules d'eau et à la fracture, et l'hydrolyse de l'acide généré peut catalyser l'hydrolyse ultérieure du polyester, généralement, dans les mêmes conditions, polyester La teneur en eau du TPU par rapport au polyéther TPU est beaucoup plus élevée, donc lors du processus de séchage, soyez particulièrement prudent avec le polyester TPU, faites attention à son séchage complet, contrôlez strictement les conditions de séchage. Les conditions de séchage doivent être strictement contrôlées,

2. Étape de pressurisation

Le polymère fondu dans le moulage par injection, qu'il s'agisse d'une étape de prémoulage ou d'une étape d'injection, la masse fondue doit être soumise à une pression statique interne et à une pression dynamique externe de l'action conjointe. Étape de maintien de la pression, le polymère fondu sera soumis à une haute pression, sous cette pression, le volume libre entre les segments de la chaîne moléculaire à comprimer, en raison de la réduction du volume libre entre la chaîne moléculaire, de la proximité des grands segments de la chaîne moléculaire ainsi que les forces intermoléculaires pour renforcer les performances de l'augmentation de la viscosité, de plus, en raison de l'énergie de cohésion de la liaison éther TPU éther est plus faible, les barrières de rotation de la liaison sont petites, ce qui entraîne l'amélioration de la chaîne moléculaire des segments de chaîne compacts de le rôle du plus petit, donc en compression, le déplacement relatif de la chaîne moléculaire est plus grand, de sorte que les performances de viscosité peuvent changer dans une large plage. De plus, en raison de la chaîne moléculaire du polyéther TPU, par rapport au polyester TPU, elle est beaucoup plus lisse, de sorte que sa déformation permanente est plus difficile à former, donc dans le processus de traitement du polyéther TPU pour maintenir la pression, par rapport au polyester TPU, le polyéther TPU pour contrôler une plus longue durée de vie. temps de maintien.

3. Temps de traitement

Comme en général, le poids moléculaire augmente de sorte que le segment de chaîne moléculaire s'allonge, plus le centre de gravité de la chaîne moléculaire est lent, plus le déplacement relatif entre le segment de chaîne est compensé, plus il y a d'opportunités, la flexibilité moléculaire de la longue chaîne augmente , l'augmentation des points d'enchevêtrement, la chaîne des difficultés de dissociation et de glissement, de sorte que la résistance du processus d'écoulement augmente et le besoin de temps et d'énergie augmente, montrant la viscosité de la sensibilité au cisaillement. Habituellement, le polyester TPU est plus grand que la masse moléculaire du polyéther TPU, de sorte que le temps nécessaire à son traitement et à son moulage sera plus long.

4. Température de traitement

En raison du polyester TPU, en règle générale, par rapport au polyéther TPU, la distribution de la masse moléculaire est plus large, de sorte que sa température de traitement est plus élevée. Étant donné que la liaison azote-oxygène du polyéther TPU est plus facile à rompre, il a donc besoin d'une température relativement basse pour réaliser son traitement.

5. Pression

Étant donné que le polyester TPU possède une grande énergie de cohésion moléculaire, la liaison azote-oxygène dans sa structure moléculaire est également difficile à rompre, son traitement nécessite donc une température et une pression élevées pour rompre la liaison moléculaire.

6. Refroidissement

Étant donné que le polyester TPU présente une friction interne importante et une cohésion moléculaire importante, il est difficile de le refroidir même s'il revient à son état normal, il nécessite donc un temps de refroidissement plus long.

7. fluidité

En raison de l'énergie de cohésion de la liaison éther polyéther TPU, les barrières de rotation de la liaison sont plus petites, avec l'augmentation de la masse moléculaire relative du polyéther, la chaîne est plus flexible, sa chaîne moléculaire a un degré élevé de flexibilité, il montre donc une bonne mobilité, tandis que le polyester TPU est un peu inférieur.

Xiamen LFT Composite Plastic Co., Ltd.

Xiamen LFT Composite Plastic Co., LTD a été créée en 2009 et est un fournisseur mondial de marque de matériaux thermoplastiques renforcés de fibres longues intégrant la recherche et le développement de produits, la production et la commercialisation. Nos produits LFT ont passé la certification du système ISO9001 et 16949 et ont obtenu de nombreuses marques et brevets nationaux, couvrant les domaines de l'automobile, des pièces militaires et des armes à feu, de l'aérospatiale, des nouvelles énergies, des équipements médicaux, de l'énergie éolienne, des équipements sportifs, etc.