TPU是聚氨酯類熱塑性彈性體，是由二異氰酸酯、多元醇、擴鏈劑組成的多相嵌段共聚物。
美國Goodrich化學公司（現在更名為路博潤）在1958年首次登記了TPU商品牌號Estane，之后60多年來全世界有超過20個商品牌號問世，每一個牌號有幾個系列產品。
目前有生產TPU原料廠家主要有巴斯夫、科思創、路博潤、亨斯邁、萬華化學、上海恒安、瑞華、旭川化學等等。
作為性能優良的彈性體，TPU的下游產品方向非常廣泛，在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領域得到廣泛應用，比如鞋材、軟管、線纜、醫療器械等。
圖 TPU線纜材料
然而常見的TPU又分兩種類型：聚醚型和聚酯型。根據產品應用的不同要求，需要選用不同類型的TPU，比如耐水解性要求比較高的話，聚醚型TPU比聚酯型TPU要更合適。
所以，今天我們就來聊一聊，聚醚型TPU和聚酯型TPU有哪些區別，以及怎么去辨別？下面分別從原料差異、結構差異、性能對比、辨別方法四個方面進行闡述。
一、原料差異
相信很多人都知道熱塑性彈性體是什么概念，它的結構特征就是同時含有軟鏈段和硬鏈段，分別給材料帶來柔軟性和剛性。
圖 TPU顆粒
TPU也是一樣有軟鏈段和硬鏈段，而聚醚型TPU和聚酯型TPU的區別就在于軟鏈段的不同，我們可以從原料上看一下區別。
聚醚型TPU：4-4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、聚四氫呋喃（PTMEG）、1、4-丁二醇（BDO），其中MDI的用量約在40%左右，PTMEG約占40%，BDO約占20%。
聚酯型TPU：4-4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、1、4-丁二醇（BDO）、己二酸（AA），其中MDI的用量約在40%，AA約占35%，BDO約占25%。
我們可以看到，聚醚型TPU軟鏈段原料是聚四氫呋喃（PTMEG）；聚酯型TPU軟鏈段原料是己二酸（AA），其中己二酸會與丁二醇生成聚己二酸丁二醇酯作為軟鏈段。
二、結構差異
TPU的分子鏈是（AB）n型嵌段線性結構，其中A為高分子量（1000-6000）的聚酯或聚醚，B一般是丁二醇，AB鏈段間化學結構是二異氰酸酯。
根據A結構的不同，TPU可分為聚酯型、聚醚型、聚己內酯型、聚碳酸酯型等等，較常見的就是聚醚型TPU和聚酯型TPU。
圖 聚醚型和聚酯型TPU分子鏈結構區別
從上圖我們可以看到，聚醚型TPU和聚酯型TPU的整體分子鏈都是線性結構，區別主要還是在于軟鏈段是聚醚多元醇還是聚酯多元醇。
圖 聚醚多元醇和聚酯多元醇結構式
三、性能對比
聚醚多元醇是在分子主鏈結構上含有醚鍵、端基帶有羥基的醇類聚合物或齊聚物。因其結構中的醚鍵內聚能較低，并易于旋轉。
因此聚醚型TPU具有優異的低溫柔韌性、耐水解性、耐霉菌性、抗紫外線性等，產品手感好，但剝離強度與斷裂強度相對較差。
聚酯多元醇中共價鍵能極強的酯基可以和硬鏈段形成氫鍵，起到彈性交聯點的作用，但聚酯容易受到水分子的侵襲而發生斷裂，水解生成的酸又能進一步催化聚酯的水解。
因此聚酯型TPU具有優異的力學性能、耐磨性、抗撕裂性、耐化學腐蝕性、耐高溫性、易加工等，但耐水解性較差。
圖 聚酯型TPU和聚醚型TPU性能對比
四、辨別方法
關于用哪種TPU比較好，只能說要根據產品物性需求來選擇。要良好力學性能，就聚酯TPU；如果考慮成本、密度、產品使用環境，比如做水上游樂產品，則聚醚型TPU更合適。
圖 TPU輸送軟管
不過在選用的時候，又或者不小心搞混了兩種類型TPU，它們在外觀上沒有明顯的區別，那么該如何去辨別它們呢？
其實方法很多，比如化學顯色反應法、氣相色譜質譜（GCMS）、中紅外光譜等，但這些方法技術要求較高，花費時間較長。
那有沒有相對比較簡單，又快速的鑒別方法？答案是有的，比如，密度比較法。
該方法只需要一臺密度測試儀，這里以高精度橡膠密度計舉例，測量步驟為：
-
將產品放入測量臺，顯示產品重量，按ENTER鍵記憶。
-
將產品放入水中即顯示密度值。
整個測量過程約5秒，然后根據聚酯型TPU密度比聚醚型TPU大的原理進行區分即可，，具體的密度范圍是：聚醚型TPU——1.13-1.18g/cm3；聚酯型TPU——1.18-1.22g/cm3。通過這個方法就可以快速區分TPU聚酯型和聚醚型啦。
END
第一屆汽車漆面保護膜行業高峰論壇
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
感謝以下企業對本次會議的贊助與支持！
中威車飾
路博潤
上海納爾實業股份有限公司
河北舒萊美德塑料薄膜材料科技有限公司
浙江凱陽新材料股份有限公司
南通納科達聚氨酯科技有限公司
廣東邦固化學科技有限公司
江蘇膜雷士新材料科技有限公司
威海海朝機械有限公司
廣州市銳聚化工科技有限公司
蘇州金緯片板膜智能裝備有限公司
三芳化學工業股份有限公司
奇鈦（上海）化學科技有限公司
弘埔技術（香港）有限公司-巖崎電氣株式會社
埃萬特
原文始發于微信公眾號（艾邦高分子）：一文讀懂TPU聚醚型和聚酯型的區別