TPUポリエーテルタイプとポリエステルタイプの違い

の違いTPUポリエーテルタイプそしてポリエステル系

TPUはポリエーテル系とポリエステル系の2種類に分けられます。製品アプリケーションのさまざまな要件に応じて、さまざまなタイプの TPU を選択する必要があります。例えば、耐加水分解性の要求が比較的高い場合には、ポリエステル系ＴＰＵよりもポリエーテル系ＴＰＵの方が適している。

そこで今日は、これらの違いについて話しましょうポリエーテル系TPUそしてポリエステル系TPU、そしてそれらを区別する方法は何ですか？ここでは、原材料の違い、構造の違い、性能の比較、識別方法の4つの観点について詳しく説明します。

1、原材料の違い

熱可塑性エラストマーという概念はご存知の方も多いと思います。熱可塑性エラストマーは、材料に柔軟性と剛性を与えるために、それぞれソフトセグメントとハードセグメントの両方を含む構造上の特徴を持っています。

TPUにもソフトチェーンセグメントとハードチェーンセグメントがあり、ポリエーテルタイプTPUとポリエステルタイプTPUの違いはソフトチェーンセグメントの違いにあります。原材料から違いが分かります。

ポリエーテル タイプ TPU: 4-4'- ジフェニルメタン ジイソシアネート (MDI)、ポリテトラヒドロフラン (PTMEG)、1,4-ブタンジオール (BDO) の添加量は、MDI が約 40%、PTMEG が 40%、BDO が 20% です。

ポリエステル系TPU：4-4'-ジフェニルメタンジイソシアネート（MDI）、1,4-ブタンジオール（BDO）、アジピン酸（AA）、MDI約40％、AA約35％、BDO約30％ 25%。

ポリエーテル型 TPU ソフトチェーンセグメントの原料はポリテトラヒドロフラン (PTMEG) であることがわかります。ポリエステルタイプの TPU 軟鎖セグメントの原料はアジピン酸 (AA) であり、アジピン酸はブタンジオールと反応して軟鎖セグメントとしてポリブチレン アジピン酸エステルを形成します。

2、構造の違い

TPU の分子鎖は (AB) n 型ブロック線状構造を持ち、A は高分子量 (1000 ～ 6000) のポリエステルまたはポリエーテル、B は通常ブタンジオール、AB 鎖セグメント間の化学構造はジイソシアネートです。

Aの構造の違いにより、TPUはポリエステルタイプ、ポリエーテルタイプ、ポリカプロラクトンタイプ、ポリカーボネートタイプなどに分類できます。より一般的なタイプはポリエーテルタイプTPUとポリエステルタイプTPUです。

上図より、ポリエーテルタイプ TPU とポリエステルタイプ TPU の分子鎖全体はどちらも直鎖構造であり、主な違いはソフトチェーンセグメントがポリエーテルポリオールであるかポリエステルポリオールであることがわかります。

3、性能比較

ポリエーテルポリオールは、分子主鎖構造の末端基にエーテル結合と水酸基をもつアルコールポリマーまたはオリゴマーです。構造中のエーテル結合の凝集エネルギーが低く、回転しやすいためです。

したがって、ポリエーテルTPUは、低温柔軟性、耐加水分解性、耐カビ性、耐紫外線性などに優れています。製品の手触りは良好ですが、剥離強度や破壊強度は比較的劣ります。

ポリエステルポリオールの強い共有結合エネルギーを持つエステル基は、硬鎖セグメントと水素結合を形成し、弾性架橋点として機能します。しかし、ポリエステルは水分子の侵入により破損しやすく、加水分解によって発生する酸がポリエステルの加水分解をさらに触媒する可能性があります。

したがって、ポリエステル TPU は、機械的特性、耐摩耗性、耐引裂性、耐化学腐食性、高温耐性、加工が容易な点で優れていますが、耐加水分解性が劣ります。

4、識別方法

どの TPU を使用するのが良いかについては、製品の物理的要件に基づいて選択する必要があるとしか言えません。良好な機械的特性を実現するには、ポリエステル TPU を使用します。ウォーターアミューズメント製品など、コストや密度、製品の使用環境を考慮するとポリエーテルTPUが適しています。

ただし、2 種類の TPU を選択した場合、または誤って混合した場合、外観に大きな違いはありません。では、それらをどのように区別すればよいのでしょうか?

実際には、化学比色法、ガスクロマトグラフィー質量分析法（GCMS）、中赤外分光法など多くの方法がありますが、これらは高度な技術を必要とし、長い時間がかかります。

比較的簡単で迅速な識別方法はありますか?答えは「はい」です。たとえば、密度比較法です。

この方法では、密度試験機が 1 台だけ必要になります。高精度ゴム密度計を例にとると、測定手順は次のとおりです。

製品を測定テーブルに置き、製品の重量を表示し、Enter キーを押して記憶します。
製品を水に入れると密度値が表示されます。
測定時間は約5秒で、ポリエステル系TPUの密度がポリエーテル系TPUよりも高いという原理で区別できます。比重の範囲は、ポリエーテルタイプ TPU -1.13 ～ 1.18 g/cm3、ポリエステル TPU -1.18 ～ 1.22 g/cm3。この方法により、TPUポリエステルタイプとポリエーテルタイプを素早く区別することができます。