了解漆面保護膜的朋友都知道,目前市面上主流的高端漆面保護膜品牌使用的材料基本是脂肪族聚己內酯TPU,因為相比其他TPU,脂肪族聚己內酯TPU的耐黃變、耐水解等性能更加優異。
聚己內酯多元醇(PCL)是合成脂肪族聚己內酯TPU的一種重要原料,供應、價格和差異化是當前聚己內酯型TPU車衣的最大痛點,湖南聚仁化工新材料科技有限公司通過擴大產能及產品定制化為行業帶來最新解決方案。
第三屆汽車膜行業論壇的演講嘉賓湖南聚仁 副總經理 楊華仁進行了《PCL性能分析及產業化》的主題演講。
演講中,楊總通過專業的分子結構與合成原理分析,帶大家了解聚己內酯多氨醇(PCL)的優異性能。以下是演講視頻部分片段,觀看完整版請關注公眾號:艾邦車衣膜論壇(ID:abppf_com),回復關鍵詞:20230607
首先,己內酯是六個碳的環狀結構,箭頭方向處的酯鍵打開之后就是六個碳的直鏈結構,這種結構具有非常好的柔韌性,尤其是低溫柔韌性,因為碳鏈之間可以自由活動。
聚己內酯多氨醇其實它仍然屬于聚酯多氨醇,只是它是一種極其特殊的聚酯多氨醇,因為是己內酯所以同時擁有優異的低溫柔韌性。
再看聚己內酯多氨醇的合成,跟常規的聚酯有什么區別?箭頭方向的酯鍵打開,左邊接上小分子的起始劑,右邊接上氫、重新形成一個羥基,這就形成了聚己內酯多氨醇。這種獨特的開環聚合的好處在于沒有副產物,而常規的聚酯多氨醇合成時會產生水、酸等副產物。
因為開環聚合不產生酸或水,所以聚己內酯多氨醇的酸值、含水量可以很低。酸值可以控制在0.05 以內,幾乎沒有酸;水分可以控制在 200 ppm以內,幾乎沒有水。所以使用聚己內酯多氨醇做成的產品最終的使用性能尤其耐老化性能非常的好。另外由于己內酯很活潑,所以它開環聚合使用的催化劑含量極低。
再就是聚己內酯多氨醇具有非常窄的分子量分布,好處就是做出來的產品穩定性非常的好。最后所有的羥基全是伯羥基。
縮聚反應通常在較高的溫度下進行,往往伴有基團消去、化學降解、鏈交換等副反應。 逆反應水解就是化學降解之一,尤其在酸性/含水/催化劑/等環境下,使聚合物分子量降低,力學性能大幅下降。
這就是使用聚酯的車衣膜經過一兩年,尤其是夏天的高溫之后,最終膜的力學性能會大幅下降的原因。
再看一下聚己內酯多氨醇的合成,需要三種原料:起始劑、己內酯單體、催化劑。起始劑不一樣,做成的聚己內酯多氨醇的型號完全不一樣,性能區別其實非常的大,這也是聚仁目前已經有 60 多個型號的原因。
綜合而言,聚己內酯多氨醇有點像是把聚酯、聚酯的一些優點綜合到一起的產品,它具有粘度低、分子量分布窄、含水量、酸值、含水量和催化劑殘留低的優點。
與聚醚多氨醇對比,它有更好的強度、耐磨性、耐候性、耐熱性,與聚酯多氨醇相比,它有更好的耐水解性、回彈性和低溫柔韌性,結合車衣膜極其苛刻的使用環境,如高溫、日曬、紫外線、酸雨等,就能比較清楚為什么選擇聚己內酯多氨醇會比較好。
這是聚己內酯多氨醇跟 PTMEG、聚酯多氨醇、聚醚多氨醇的物性對比表,可以看到聚己內酯多氨醇的諸多優點,結構規整,綜合性能優異,無論是從拉伸強度、撕裂強度、斷裂伸長率、動態機械性能、回彈性、低溫性能、耐磨、耐水解、耐溶劑、耐溫性能都非常的好。當然它的缺點就是成本太高,尤其是在過去的一年,不僅成本高、價格高,供應更緊張,這是它非常大的一個痛點。
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原文始發于微信公眾號(艾邦車衣膜論壇):PCL的合成原理與結構性能分析