La différence entre le TPU de type polyéther et le TPU de type polyester

La différence entreTPU de type polyétherettype polyester

Le TPU se divise en deux types : polyéther et polyester. Le choix du type de TPU dépend des exigences des applications. Par exemple, si la résistance à l’hydrolyse est primordiale, le TPU polyéther est plus adapté que le TPU polyester.

Alors aujourd'hui, parlons des différences entreTPU de type polyétheretTPU de type polyesterComment les distinguer ? Nous allons aborder quatre aspects : les différences de matières premières, les différences structurelles, les comparaisons de performances et les méthodes d’identification.

1. Différences dans les matières premières

Je pense que beaucoup de gens connaissent le concept des élastomères thermoplastiques, qui ont la particularité structurelle de contenir à la fois des segments souples et rigides, conférant ainsi flexibilité et rigidité au matériau.

Le TPU est composé de segments de chaîne souples et rigides, et la différence entre le TPU de type polyéther et le TPU de type polyester réside dans la nature de ces segments souples. Cette différence se manifeste dès les matières premières.

TPU de type polyéther : 4,4'-diphénylméthane diisocyanate (MDI), polytétrahydrofurane (PTMEG), 1,4-butanediol (BDO), avec un dosage d'environ 40 % pour le MDI, 40 % pour le PTMEG et 20 % pour le BDO.

TPU de type polyester : 4-4'-diphénylméthane diisocyanate (MDI), 1,4-butanediol (BDO), acide adipique (AA), le MDI représentant environ 40 %, l'AA environ 35 % et le BDO environ 25 %.

Nous pouvons constater que la matière première du segment de chaîne souple du TPU de type polyéther est le polytétrahydrofurane (PTMEG) ; la matière première des segments de chaîne souple du TPU de type polyester est l'acide adipique (AA), où l'acide adipique réagit avec le butanediol pour former l'ester d'adipate de polybutylène comme segment de chaîne souple.

2. Différences structurelles

La chaîne moléculaire du TPU possède une structure linéaire de type bloc (AB) n, où A est un polyester ou un polyéther de poids moléculaire élevé (1000-6000), B est généralement du butanediol et la structure chimique entre les segments de chaîne AB est un diisocyanate.

Selon les différentes structures de A, le TPU peut être divisé en type polyester, type polyéther, type polycaprolactone, type polycarbonate, etc. Les types les plus courants sont le TPU de type polyéther et le TPU de type polyester.

D'après la figure ci-dessus, nous pouvons constater que les chaînes moléculaires globales du TPU de type polyéther et du TPU de type polyester sont toutes deux des structures linéaires, la principale différence étant que le segment de chaîne souple soit un polyol de polyéther ou un polyol de polyester.

3. Comparaison des performances

Les polyéther polyols sont des polymères ou oligomères d'alcool dont la chaîne principale moléculaire comporte des liaisons éther et des groupes hydroxyle en bout de chaîne. Leur structure est caractérisée par une faible énergie de cohésion des liaisons éther et une rotation aisée.

Par conséquent, le TPU polyéther présente une excellente flexibilité à basse température, une résistance à l'hydrolyse, une résistance aux moisissures, une résistance aux UV, etc. Le produit offre un bon toucher, mais sa résistance au pelage et à la rupture est relativement faible.

Les groupements ester, dotés d'une forte énergie de liaison covalente dans les polyols de polyester, peuvent former des liaisons hydrogène avec les segments de chaînes rigides, servant ainsi de points de réticulation élastiques. Cependant, le polyester est sujet à la rupture sous l'effet de l'absorption de molécules d'eau, et l'acide généré par l'hydrolyse peut catalyser davantage cette hydrolyse.

Par conséquent, le TPU polyester possède d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à l'usure, à la déchirure, à la corrosion chimique, aux hautes températures et une facilité de traitement, mais une faible résistance à l'hydrolyse.

4. Méthode d'identification

Quant au choix du TPU, il doit se baser sur les exigences physiques du produit. Pour obtenir de bonnes propriétés mécaniques, privilégiez le TPU polyester ; si vous tenez compte du coût, de la densité et de l’environnement d’utilisation, comme pour la fabrication de produits aquatiques, le TPU polyéther est plus adapté.

Cependant, lorsqu'on choisit deux types de TPU, ou qu'on les mélange accidentellement, leur apparence ne présente pas de différence significative. Comment les distinguer alors ?

Il existe en réalité de nombreuses méthodes, telles que la colorimétrie chimique, la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GCMS), la spectroscopie infrarouge moyenne, etc. Cependant, ces méthodes nécessitent des compétences techniques élevées et prennent beaucoup de temps.

Existe-t-il une méthode d'identification relativement simple et rapide ? La réponse est oui, par exemple la méthode de comparaison de densité.

Cette méthode ne nécessite qu'un seul appareil de mesure de densité. Prenons l'exemple d'un densimètre à caoutchouc de haute précision : les étapes de mesure sont les suivantes :

Placez le produit dans le tableau de mesure, affichez le poids du produit et appuyez sur la touche Entrée pour enregistrer.
Plongez le produit dans l'eau pour afficher sa valeur de densité.
L'ensemble du processus de mesure dure environ 5 secondes et permet de distinguer les TPU de type polyester, dont la densité est supérieure à celle des TPU de type polyéther. Les plages de densité sont les suivantes : TPU de type polyéther : 1,13 à 1,18 g/cm³ ; TPU de type polyester : 1,18 à 1,22 g/cm³. Cette méthode permet de différencier rapidement les TPU de type polyester et de type polyéther.