Sự khác biệt giữa TPU loại polyether và loại polyester

Sự khác biệt giữaLoại polyete TPUVàloại polyester

TPU có thể được chia thành hai loại: loại polyether và loại polyester. Tùy thuộc vào yêu cầu khác nhau của ứng dụng sản phẩm, cần lựa chọn các loại TPU khác nhau. Ví dụ, nếu yêu cầu về khả năng chống thủy phân tương đối cao, TPU loại polyether sẽ phù hợp hơn TPU loại polyester.

Vậy hôm nay, chúng ta hãy cùng thảo luận về sự khác biệt giữa...TPU loại polyetherVàTPU loại polyesterVậy làm sao để phân biệt chúng? Phần sau sẽ trình bày chi tiết bốn khía cạnh: sự khác biệt về nguyên liệu thô, sự khác biệt về cấu trúc, so sánh hiệu suất và phương pháp nhận dạng.

1. Sự khác biệt về nguyên liệu thô

Tôi tin rằng nhiều người đã biết đến khái niệm chất đàn hồi nhiệt dẻo, loại vật liệu có đặc điểm cấu trúc là chứa cả các đoạn mềm và đoạn cứng, tạo nên sự cân bằng giữa tính linh hoạt và độ cứng.

TPU cũng có cả các đoạn mạch mềm và mạch cứng, và sự khác biệt giữa TPU loại polyether và TPU loại polyester nằm ở sự khác biệt về các đoạn mạch mềm. Chúng ta có thể thấy sự khác biệt từ nguyên liệu thô.

TPU loại polyether: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polytetrahydrofuran (PTMEG), 1,4-butanediol (BDO), với tỷ lệ pha trộn khoảng 40% MDI, 40% PTMEG và 20% BDO.

TPU loại polyester: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-butanediol (BDO), axit adipic (AA), trong đó MDI chiếm khoảng 40%, AA chiếm khoảng 35% và BDO chiếm khoảng 25%.

Ta có thể thấy rằng nguyên liệu thô cho đoạn mạch mềm TPU loại polyether là polytetrahydrofuran (PTMEG); nguyên liệu thô cho đoạn mạch mềm TPU loại polyester là axit adipic (AA), trong đó axit adipic phản ứng với butanediol để tạo thành este polybutylene adipate làm đoạn mạch mềm.

2. Sự khác biệt về cấu trúc

Chuỗi phân tử của TPU có cấu trúc tuyến tính khối loại n (AB), trong đó A là polyester hoặc polyether có trọng lượng phân tử cao (1000-6000), B thường là butanediol, và cấu trúc hóa học giữa các đoạn chuỗi AB là diisocyanate.

Theo cấu trúc khác nhau của A, TPU có thể được chia thành loại polyester, loại polyether, loại polycaprolactone, loại polycarbonate, v.v. Các loại phổ biến hơn là TPU loại polyether và TPU loại polyester.

Từ hình trên, ta có thể thấy rằng chuỗi phân tử tổng thể của TPU loại polyether và TPU loại polyester đều có cấu trúc tuyến tính, sự khác biệt chính nằm ở việc đoạn chuỗi mềm là polyol polyether hay polyol polyester.

3. So sánh hiệu năng

Polyete polyol là các polyme hoặc oligome rượu có liên kết ete và nhóm hydroxyl ở các đầu mạch chính của phân tử. Đặc điểm của chúng là năng lượng liên kết ete thấp trong cấu trúc và khả năng xoay dễ dàng.

Do đó, polyether TPU có độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tuyệt vời, khả năng chống thủy phân, chống nấm mốc, chống tia UV, v.v. Sản phẩm có cảm giác cầm nắm tốt, nhưng độ bền bóc tách và độ bền đứt tương đối kém.

Các nhóm este có năng lượng liên kết cộng hóa trị mạnh trong polyol polyester có thể tạo liên kết hydro với các đoạn mạch cứng, đóng vai trò là các điểm liên kết ngang đàn hồi. Tuy nhiên, polyester dễ bị đứt gãy do sự xâm nhập của các phân tử nước, và axit sinh ra từ quá trình thủy phân có thể tiếp tục xúc tác quá trình thủy phân polyester.

Do đó, polyester TPU có các đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chống mài mòn, chống rách, chống ăn mòn hóa học, chịu nhiệt độ cao và dễ gia công, nhưng khả năng chống thủy phân kém.

4. Phương pháp nhận dạng

Về việc nên sử dụng loại TPU nào tốt hơn, chỉ có thể nói rằng sự lựa chọn nên dựa trên các yêu cầu vật lý của sản phẩm. Để đạt được các tính chất cơ học tốt, nên sử dụng TPU polyester; nếu xét đến chi phí, mật độ và môi trường sử dụng sản phẩm, chẳng hạn như sản xuất các sản phẩm giải trí dưới nước, thì TPU polyether sẽ phù hợp hơn.

Tuy nhiên, khi lựa chọn, hoặc vô tình nhầm lẫn hai loại TPU, chúng không có sự khác biệt đáng kể về ngoại hình. Vậy làm thế nào để phân biệt chúng?

Thực tế có rất nhiều phương pháp, chẳng hạn như phương pháp đo màu hóa học, sắc ký khí khối phổ (GCMS), quang phổ hồng ngoại trung bình, v.v. Tuy nhiên, các phương pháp này đòi hỏi kỹ thuật cao và mất nhiều thời gian.

Có phương pháp nhận dạng nào tương đối đơn giản và nhanh chóng không? Câu trả lời là có, ví dụ như phương pháp so sánh mật độ.

Phương pháp này chỉ cần một thiết bị đo mật độ. Lấy ví dụ một máy đo mật độ cao su có độ chính xác cao, các bước đo như sau:

Đặt sản phẩm vào bàn cân, hiển thị trọng lượng sản phẩm và nhấn phím Enter để lưu lại.
Đặt sản phẩm vào nước để hiển thị giá trị mật độ.
Toàn bộ quá trình đo mất khoảng 5 giây, và sau đó có thể phân biệt dựa trên nguyên tắc mật độ của TPU loại polyester cao hơn TPU loại polyether. Phạm vi mật độ cụ thể là: TPU loại polyether -1,13-1,18 g/cm3; TPU loại polyester -1,18-1,22 g/cm3. Phương pháp này có thể nhanh chóng phân biệt giữa TPU loại polyester và TPU loại polyether.