聚醚 TPU 与聚酯 TPU 的性能差异有哪些

聚醚 TPU 与聚酯 TPU 的性能差异有哪些？

聚醚型 TPU 和聚酯型 TPU 在多个方面存在性能差异。 从生产原料及配方来看，聚醚型 TPU 的生产原料主要有 4-4’— 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚四氢呋喃（PTMEG）、1、4— 丁二醇（BDO），其中 MDI 约占 40%，PTMEG 约占 40%，BDO 约占 20%；聚酯型 TPU 生产原料主要有 MDI、1、4— 丁二醇（BDO）、己二酸（AA），MDI 约占 40%，AA 约占 35%，BDO 约占 25%。 在分子质量分布及影响方面，聚醚的相对分子质量分布较窄，遵循 Poisson 几率方程；聚酯二元醇的相对分子质量分布较宽，服从 Flory 几率分布。软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响，若软段为聚酯，聚氨酯强度随聚酯二醇分子量增加而提高；若为聚醚，强度随聚醚二醇分子量增加而下降，但伸长率上升。 力学性能上，聚酯型 TPU 的抗拉强度、撕裂强度、耐磨耗性、耐药品性、透明性优于聚醚型 TPU。聚酯制成的聚氨酯内部硬段和软段上的极性基团能形成氢键，使硬相更均匀分布于软相中，起到弹性交联点的作用，力学性能较好。但聚酯型 TPU 的耐水解性能比聚醚型差，聚酯易受水分子侵袭而断裂，且水解生成的酸又能催化聚酯进一步水解。聚酯型 TPU 用碳化二亚胺进行保护后，耐水解性有所提高，聚醚酯型和聚醚型 TPU 在高温下耐水解性。 在抗微生物性方面，聚酯型软质热塑性聚氨酯与潮湿土壤长时间接触会被微生物侵蚀，而聚醚型软质或硬质热塑性聚氨酯通常不会。此外，聚醚型 TPU 具有高强度、耐水解和高回弹性，低温性能好；聚酯型 TPU 则有较好的拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度。 聚醚型 TPU 和聚酯型 TPU 的生产原料差异 聚醚型 TPU 的生产原料主要有 4-4’— 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚四氢呋喃（PTMEG）、1、4— 丁二醇（BDO），其中 MDI 的用量约在 40% 左右，PTMEG 约占 40%，BDO 约占 20%。而聚酯型 TPU 的生产原料主要有 4-4’— 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、1、4— 丁二醇（BDO）、己二酸（AA），其中 MDI 的用量约在 40%，AA 约占 35%，BDO 约占 25%。这种不同的生产原料组合导致了两者在性能上的差异。聚醚型 TPU 由于采用聚四氢呋喃作为软段原料之一，使其在低温性能和耐水解性能方面表现出色。而聚酯型 TPU 因含有己二酸，在拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性以及耐溶剂性能和耐较高温度方面具有优势。 聚醚型与聚酯型 TPU 的分子质量分布及影响 聚醚的相对分子质量分布遵循 Poisson 几率方程，相对分子质量分布较窄；而聚酯二元醇的相对分子质量分布则服从 Flory 几率分布，相对分子质量分布较宽。软段的分子量对聚氨酯的力学性能有影响，一般来说，假定聚氨酯分子量相同，若软段为聚酯，聚氨酯的强度随作聚酯二醇分子量的增加而提高；若软段为聚醚，聚氨酯的强度随聚醚二醇分子量的增加而下降，不过伸长率却上升。这是因为聚酯型软段本身极性就较强，分子量大则结构规整性高，对改善强度有利，而聚醚软段则极性较弱，若分子量增大，则聚氨酯中硬段的相对含量就减小，强度下降。这种分子质量分布的差异也进一步影响了聚醚型和聚酯型 TPU 的性能特点。 聚酯型 TPU 的力学性能优势 聚酯型 TPU 在力学性能方面具有明显优势。其抗拉强度、撕裂强度、耐磨耗性、耐药品性和透明性都优于聚醚型 TPU。这是因为极性强的聚酯作软段得到的聚氨酯弹性体及泡沫的力学性能较好。聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基，这种聚氨酯内部不仅硬段间能够形成氢键，而且软段上的极性基团也能部分地与硬段上的极性基团形成氢键，使硬相能更均匀地分布于软相中，起到弹性交联点的作用。在一些需要高强度、高耐磨性和耐化学腐蚀性的场合，如鞋底、汽车零部件等，聚酯型 TPU 是更好的选择。 聚酯型 TPU 的耐水解性能 聚酯型 TPU 的耐水解性能相对较弱。聚酯易受水分子的侵袭而发生断裂，且水解生成的酸又能进一步催化聚酯的进一步水解。虽然通过添加特定的耐水解剂可以在一定程度上提高其耐水解性，但与聚醚型 TPU 相比，仍有较大差距。在潮湿或水分较多的环境中，聚醚型 TPU 表现更好。 聚醚型 TPU 的抗微生物性 聚醚型 TPU 对各种霉菌和细菌有很强的抵抗力，具有良好的抗微生物性。这使得聚醚型 TPU 非常适合需要高卫生标准的应用，如医疗产品、水上救生产品、水上运动产品等。其抗微生物性主要源于聚醚型 TPU 的分子结构特点，使其不易滋生细菌和霉菌。 ，聚醚型 TPU 和聚酯型 TPU 在性能上存在明显差异。聚醚型 TPU 具有良好的耐水解性、抗微生物性和低温柔韧性，适合在潮湿、低温及对卫生要求高的环境中使用。而聚酯型 TPU 则在拉伸性能、挠曲性能、耐摩损性、耐溶剂性能和耐较高温度方面表现出色，适用于需要高强度和耐化学腐蚀性的场合。在实际应用中，应根据具体的使用环境和要求选择合适的 TPU 类型。