Ελαστομερές πολυουρεθάνης: Μείγματα πολυολών PTMEG και PPG

Οι δύο κύριες οικογένειες πολυαιθερο πολυολών είναι οι πολυτετραμεθυλενο αιθερογλυκόλες (PTMEG) και οι πολυπροπυλενογλυκόλες (PPG). Το PTMEG είναι η κορυφαία πολυόλη που χρησιμοποιείται σε ελαστομερή πολυουρεθάνης υψηλής απόδοσης. Οι πολυουρεθάνες με βάση το PTMEG παρουσιάζουν ανώτερη αντοχή στην υδρολυτική διάσπαση, καλή διατήρηση των μηχανικών ιδιοτήτων σε χαμηλή θερμοκρασία, υψηλή ελαστικότητα, καλά χαρακτηριστικά επεξεργασίας και εξαιρετικές μηχανικές και δυναμικές ιδιότητες. Η κρυστάλλωση των μαλακών τμημάτων PTMEG που προκαλείται από το στέλεχος, η ακριβής δι-λειτουργικότητα και οι χαμηλές τιμές οξέος είναι όλοι παράγοντες που συμβάλλουν στις καλές μηχανικές ιδιότητες των σχετικών ελαστομερών πολυουρεθάνης. Οι πολυόλες PPG έχουν εξαιρετική αντοχή στην υδρόλυση και ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας επίσης. Ωστόσο, σε σύγκριση με τις πολυόλες PTMEG, οι πολυόλες PPG έχουν χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες και είναι πιο επιρρεπείς σε θερμοοξειδωτική αποικοδόμηση.

Εξισορροπητική απόδοση ελαστομερούς πολυουρεθάνης με μείγματα πολυολών PTMEG και PPG

Η ανάμειξη πολυολών PTMEG και PPG μπορεί να επιτρέψει τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων και του κόστους σε σκευάσματα πολυουρεθάνης με βάση τον πολυαιθέρα. Αυτά τα μείγματα πολυόλης μπορούν να δημιουργήσουν αξία σε εφαρμογές όπως κόλλες PUR, χυτά ελαστομερή πολυουρεθάνης, θερμοπλαστικές πολυουρεθάνες και επιστρώσεις διασποράς πολυουρεθάνης. Οι βελτιώσεις απόδοσης που επιτυγχάνονται με την ενσωμάτωση PTMEG σε πολυόλες PPG περιλαμβάνουν ιδιότητες εφελκυσμού, σχίσεως και επαναφοράς, ενισχυμένη δυναμική απόδοση υπό κυκλική φόρτιση και πιο ευνοϊκές ισορροπίες πρόσφυσης-προσκόλλησης-συνοχής. Οι χαμηλότερου κόστους πολυόλες PPG μπορούν να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά πρόσφυσης, "ψυχρής σκλήρυνσης" και απαλότητας στα ελαστομερή PTMEG ενώ εξισορροπούν τα προφίλ κόστους-απόδοσης. Οι πολυόλες PTMEG και PPG δεν είναι συναναμίξιμες, επομένως τα ελαστομερή πολυουρεθάνης θα στερούνται διαύγειας.

Για να αρχίσουμε να κατανοούμε την επιστήμη πίσω από την επίτευξη βελτιστοποιήσεων απόδοσης, είναι πολύτιμο να εξετάσουμε την επιστήμη που βασίζεται στις διαφορές μεταξύ των πολυολών PTMEG και των πολυολών PPG.

Πολυόλες PTMEG εναντίον πολυόλων PPG

Και οι δύο πολυόλες PTMEG και PPG είναι πολυαιθέρες, οι οποίοι προσδίδουν καλές ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας και εξαιρετική υδρολυτική σταθερότητα στα ελαστομερή πολυουρεθάνης. Και οι δύο κατηγορίες πολυαιθέρων εμφανίζουν πολύ χαμηλά Tg στο μαλακό τμήμα των πολυουρεθανών. Το Tg της πολυόλης PTMEG (Tg ~ 75 βαθμοί) είναι χαμηλότερο από αυτό των πολυολών PPG (~65 βαθμοί). Επιπλέον, το PTMEG έχει μια ομοιόμορφη γραμμική δομή, η οποία του επιτρέπει να συσκευάζεται σφιχτά σε ένα μαλακό τμήμα PUR και να υποβάλλεται σε κρυστάλλωση που προκαλείται από την πίεση. Η κρυστάλλωση τάσεων έχει ως αποτέλεσμα σημαντική αύξηση των ιδιοτήτων εφελκυσμού, με μείωση της τελικής επιμήκυνσης. Οι πολυόλες PPG είναι πιο πολύπλοκες δομές με κρεμαστά μεθυλική ομάδα που διαταράσσει τη συσκευασία της αλυσίδας και παρέχουν μη κρυσταλλώσιμες άμορφες δομές μαλακών τμημάτων. Ως αποτέλεσμα, οι πολυόλες PPG σε ένα ελαστομερές PUR δεν "σκληραίνουν εν ψυχρώ", ένα ευεργετικό χαρακτηριστικό.

Οι βασικές χημικές δομές και οι συνθετικές οδοί και προς τις δύο πολυαιθερικές πολυόλες φαίνονται παρακάτω.

Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τα βασικά χαρακτηριστικά και ιδιότητες των πολυολών PTMEG και PPG.

Οι πληροφορίες στον παραπάνω πίνακα παρέχουν χρήσιμες οδηγίες για τη διαμόρφωση μιγμάτων πολυόλης για τη βελτιστοποίηση συγκεκριμένων χαρακτηριστικών απόδοσης σε ένα ελαστομερές PUR.