TPU 소개

열가소성 폴리우레탄 엘라스토머(TPU라고도 함)는 올리고머 폴리올 소프트 세그먼트와 디이소시아네이트 사슬 연장제 하드 세그먼트로 구성된 선형 블록 공중합체입니다.

TPU 분자에는 다음이 포함됩니다. NH-COO- 그룹의 많은 특성은 장쇄 디올의 유형에 따라 달라지며, 경질 노화를 조정하기 위해 경질 세그먼트의 경도를 추가하여 광 안정제를 개선할 수 있지만 이소시아네이트에 따라 달라질 수도 있습니다. 방향족 또는 지방족.

지방족과 방향족의 차이점

방향족 이소시아네이트는 자외선에 의한 산화 변색을 방지하는 데 사용됩니다. 방향족 폴리이소시아네이트로 제조된 폴리우레탄 코팅은 산화되기 쉬우므로 직사광선 아래에서 품질이 저하될 가능성이 더 높습니다.

반면, 지방족 이소시아네이트는 주로 광 안정화 코팅을 만드는 데 사용됩니다. 이러한 제품은 자동차 투명 코팅 및 다양한 수성 제제와 같이 자외선이나 햇빛에 대한 안정화가 반드시 필요한 곳에 사용됩니다.

지방족 이소시아네이트

지방족 폴리이소시아네이트는 탁월한 내화학성과 양호한 노화 저항성을 지닌 폴리우레탄 코팅을 제공합니다. 페닐 그룹이 없기 때문에 지방족 이소시아네이트를 사용하면 가혹한 조건에서도 오래 지속되는 접착력이 보장됩니다.

방향족 이소시아네이트

지방족 유도체와 비교하여 이 두 제품 그룹의 유도체는 코팅의 노화에 대한 저항력(황변 현상)과 화학물질에 대한 저항력을 떨어뜨립니다(특히 알칼리 저항력이 낮음). . 따라서 방향족 폴리이소시아네이트는 주로 인테리어 용도(바닥 코팅, 탱크 코팅 등)나 프라이머용으로 사용됩니다. 프라이머의 황변 현상은 탑코트 색상에 영향을 미치고 층간 박리를 유발하기 때문에 자동차 분야에서는 프라이머 사용이 점점 줄어들고 있습니다.

일반적으로 방향족 폴리이소시아네이트는 코팅에 주로 사용되지 않습니다. 예를 들어 TDI 제품의 80%는 부드러운 폼을 만드는 데 사용되고 MDI 제품의 65%는 단단한 폼을 만드는 데 사용됩니다.

폴리에테르형 TPU와 폴리에스테르형 TPU의 차이점

TPU의 연질 부분에는 다양한 폴리알코올을 사용할 수 있으며 이는 크게 폴리에테르 및 폴리에스테르 시스템으로 분류됩니다.

폴리에테르 유형(에테르): 고강도, 내가수분해성 및 높은 강도 탄력성, 우수한 저온 성능.

폴리에스테르 유형(에스테르): 더 나은 인장 특성, 굴곡 특성, 마모 및 찢어짐에 대한 저항성, 내용제성 및 고온에 대한 저항성이 더 좋습니다.

소재특성상 부드러움의 차이는 다음과 같습니다.

인장강도 -- 폴리에스터 > 폴리에테르
인열 강도 -- 폴리에스터 > 폴리에테르
내마모성 -- 폴리에스테르 > 폴리에테르
내화학성 -- 폴리에스터 > 폴리에테르
수분 증발 -- 폴리에스테르 < 폴리에테르
저온 영향 -- 폴리에스테르 < 폴리에테르

투명도 -- 폴리에스테르 > 폴리에테르
박테리아 저항성 -- 폴리에스테르 < 폴리에테르

여섯 가지 차이점

1. 원료 생산 및 제형 차이

(1) 폴리에테르형 TPU 생산 원료는 주로 4-4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 폴리테트라히드로푸란(PTMEG), 1,4-부탄디올(BDO) 중 MDI가 약 40%, PTMEG가 약 40%, BDO가 약 20%를 차지한다.

(2) 폴리에스터계 TPU 생산 원료 주로 4-4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,4-부탄디올(BDO), 아디프산(AA)이 있으며, 그 중 MDI의 양은 ​​약 40%, AA가 약 35%, BDO가 차지한다 약 25%입니다.

2. 분자 질량 분포 및 영향

폴리에테르의 상대 분자량 분포는 푸아송 확률 방정식을 따르며 상대 분자량 분포는 더 좁습니다. 폴리에스터 디올의 상대적 분자량 분포는 플로리의 기회 분포를 따르며 상대적 분자량 분포는 더 넓습니다.

소프트 세그먼트의 분자량은 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 폴리우레탄의. 일반적으로 폴리우레탄의 분자량이 동일하다고 가정하면 연질 세그먼트가 폴리에스터인 경우 폴리에스터 디올의 분자량이 증가할수록 폴리우레탄의 강도는 증가합니다. 폴리에테르디올의 연질 세그먼트가 폴리에테르인 경우 폴리에테르디올의 분자량이 증가함에 따라 연신율은 증가하지만 폴리우레탄의 강도는 감소합니다. 이는 폴리에스터형 소프트 세그먼트 자체가 더 극성이고, 분자량이 크고, 규칙성이 높은 구조로 강도를 향상시키는 데 유리한 반면, 폴리에테르의 소프트 세그먼트는 분자량이 증가하면 극성이 덜하기 때문입니다. , 폴리우레탄 하드 세그먼트의 상대적 함량이 감소하고 감소 강도가 감소합니다.

3. 기계적 특성 비교

폴리에테르, 폴리에스테르 및 기타 올리고머 폴리올이 연질 세그먼트를 구성합니다. 소프트 세그먼트는 폴리우레탄의 대부분을 차지하며 다양한 올리고머 폴리올과 디이소시아네이트로 제조된 폴리우레탄의 특성은 다양합니다. 극성 폴리에스테르는 폴리우레탄 엘라스토머와 발포체의 연질 부분으로 기계적 성질이 더 좋습니다. 극성 에스테르 그룹을 포함하는 폴리우레탄으로 만들어진 폴리에스테르는 이러한 폴리우레탄 내부의 경질 부분 사이에서 수소 결합을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 극성 그룹의 연질 부분도 극성 그룹의 경질 부분의 일부가 되어 수소를 형성할 수 있기 때문입니다. 결합을 통해 경질상이 연질상에 더욱 균일하게 분포되어 가교점 역할을 합니다. 실온에서 특정 폴리에스터는 결정화되어 폴리우레탄의 성능에 영향을 미치는 부드러운 세그먼트를 형성할 수 있습니다. 폴리에스터계 폴리우레탄은 PPG 폴리에테르계에 비해 강도, 내유성, 열산화 안정성이 우수하지만, 폴리에테르계에 비해 내가수분해성은 떨어진다.

4. 가수분해 안정성 비교

폴리에스터 에스테르 유형 TPU의 내가수분해성은 카르보디이미드로 보호한 후 향상됩니다. 폴리에테르 에스테르형 TPU와 폴리에테르형 TPU는 고온에서 내가수분해성이 가장 좋습니다.

폴리에스테르는 물 분자에 의해 부서지기 쉽고, 가수분해에 의해 생성된 산은 폴리에스테르의 추가 가수분해를 촉진합니다. 폴리에스테르의 종류는 엘라스토머의 물리적 특성과 내수성에 일정한 영향을 미칩니다. 폴리에스터 디올 원료의 메틸렌기 수가 증가할수록 생산되는 폴리에스터계 폴리우레탄 엘라스토머의 내수성이 증가합니다. 에스테르기 함량이 적을수록 내수성도 우수합니다. 마찬가지로, 장쇄 이염기산으로 합성된 폴리에스테르로 생산된 폴리우레탄 엘라스토머의 내수성은 단쇄 이염기산으로 합성된 폴리에스테르 기반 폴리우레탄보다 우수합니다.

5. 미생물 저항성 비교

폴리에스터계 소프트 TPU는 습한 토양과 장기간 접촉 시 미생물의 공격을 받을 수 있는 반면, 폴리에테르계 소프트 또는 경질 TPU는 물론 폴리에테르계 TPU 또는 경질 TPU도 일반적으로 미생물의 공격을 받지 않습니다.

6. 가격 비교

폴리에테르 폴리우레탄 엘라스토머는 폴리에스테르 폴리우레탄 엘라스토머보다 훨씬 비쌉니다. 그 이유는 주로 다음과 같은 이유 때문입니다.

(1) 폴리에테르 폴리우레탄 엘라스토머는 내가수분해성이 우수합니다. 저온 저항, 굽힘 저항.

② 폴리에테르 폴리올과 폴리에스테르 폴리올의 TPU 연질 단면 구성은 원자재 생산량에 비해 가격이 높습니다.

(iii) 폴리에테르폴리올의 제조공정은 폴리에스터폴리올에 비해 훨씬 복잡하다.

(4) 폴리에테르폴리올의 반응공정에서는 공정조건을 조절하기가 어렵다.< /span>

⑤ 폴리에테르 폴리올 생산에서는 생산 장비에 대한 요구 사항이 더 높으며 동시에 생산 과정에서 특정 보호 조치를 취하는 데 주의를 기울여야 합니다.

프로세스의 차별적 비교

1. 건조

아시다시피 폴리우레탄은 극성 폴리머이므로 공기에 노출되면 천천히 수분을 흡수합니다. 흡습성 TPU 펠릿을 용융 가공 성형하고, 가공 온도에서 수분이 증발하여 제품 표면이 매끄럽지 않게 되어 내부 기포, 물리적 특성이 감소하므로 제품의 성능을 보장하고 이로 인해 발생하는 기포를 방지합니다. TPU 가공 전에 용융 가공 중 물의 증발은 일반적으로 펠렛을 건조해야 합니다.

폴리에스터는 민감하기 때문에 이전 TPU 에스테르와 에테르 가수분해 안정성 비교에서 분석했습니다. 물 분자와 파괴 및 생성된 산의 가수분해는 폴리에스테르의 추가 가수분해를 촉진할 수 있습니다. 일반적으로 동일한 조건에서 폴리에스테르 TPU는 폴리에테르 TPU보다 수분 함량이 훨씬 높으므로 건조 과정에서 폴리에스테르 TPU에 특히 주의해야 합니다. , 철저한 건조에 주의하고 건조 조건을 엄격하게 제어하십시오. 건조 조건은 엄격하게 통제되어야 합니다.

2. 가압 단계

사출 성형의 폴리머 용융물은 사전 성형 단계이든 사출 단계이든 용융물은 접합 작용의 내부 정압과 외부 동압을 받아야 합니다. 압력 단계를 유지하면 고분자 용융물에 고압이 가해지며, 이 압력 하에서 분자 사슬 사이의 자유 부피가 감소하여 분자 사슬 세그먼트 사이의 자유 부피가 압축되고, 큰 분자 사슬 세그먼트가 가까워지기 때문에 압축됩니다. 점도 증가의 성능을 강화하는 분자간 힘은 에테르 TPU 에테르 결합 응집 에너지로 인해 더 낮고 결합의 회전 장벽이 작아서 분자 사슬이 향상된다는 것입니다. 소형 체인 세그먼트의 역할은 작으므로 압축 시 분자 체인의 상대 변위가 더 크기 때문에 점도 성능이 넓은 범위에서 변경될 수 있습니다. 또한 폴리에테르 TPU는 폴리에스터 TPU에 비해 ​​분자 사슬이 훨씬 부드럽기 때문에 영구 변형이 형성되기 어렵기 때문에 폴리에테르 TPU 가공 공정에서 압력을 유지해야 하는 폴리에테르 TPU에 비해 ​​폴리에테르 TPU는 더 오랫동안 제어할 수 있습니다. 대기 시간.

3. 처리 시간

일반적으로 분자량이 증가하여 분자 사슬 부분이 길어지고, 분자 사슬 무게 중심이 느려지고, 사슬 부분 사이의 상대적 변위가 느려질수록 더 많은 기회가 생기고, 분자 사슬의 유연성이 커집니다. 체인 증가, 얽힘 지점 증가, 체인 해리 및 미끄러짐 어려움으로 인해 유동 과정의 저항이 증가하고 시간과 에너지에 대한 필요성이 증가하여 전단 감도의 점도가 나타납니다. 일반적으로 폴리에스테르 TPU는 폴리에테르 TPU보다 분자량이 크기 때문에 가공 및 성형에 필요한 시간이 더 길어집니다.

4. 가공 온도

폴리에스터 TPU는 일반적으로 폴리에테르 TPU에 비해 ​​분자량 분포가 더 넓기 때문에 가공 온도가 더 높습니다. 폴리에테르 TPU의 질소-산소 결합은 깨지기 쉽기 때문에 가공을 위해서는 상대적으로 낮은 온도가 필요합니다.

5. 압력

폴리에스테르 TPU는 분자 응집 에너지가 크기 때문에 분자 구조의 질소-산소 결합도 깨지기 어렵기 때문에 분자 결합을 끊으려면 가공에 고온과 압력이 필요합니다.< /span>폴리에테르 TPU 에테르 결합 응집 에너지가 낮고 결합의 회전 장벽이 더 작으며 폴리에테르의 상대적 분자 질량이 증가함에 따라 사슬이 더 유연해집니다. 분자사슬은 유연성이 높아 운동성이 좋은 반면 폴리에스터 TPU는 조금 뒤떨어진다.7. 유동성폴리에스터 TPU는 내부 마찰이 크고 분자 응집력이 크기 때문에 정상 상태로 돌아오더라도 냉각이 어렵기 때문에 더 긴 냉각 시간이 필요합니다.

6. 냉각

샤먼 LFT 복합 플라스틱 유한 회사

Xiamen LFT Composite Plastic Co.,LTD는 2009년에 설립되었으며 제품 연구 및 제품 연구를 통합하는 장섬유 강화 열가소성 재료의 세계적인 브랜드 공급업체입니다. 개발(R&D), 생산 및 판매 마케팅. 당사의 LFT 제품은 ISO9001&16949 시스템 인증을 통과했으며 자동차, 군사 부품 및 총기, 항공우주, 신에너지, 의료 장비, 풍력 에너지, 스포츠 장비 등의 분야를 포괄하는 많은 국가 상표 및 특허를 획득했습니다.