Разработчики покрытий, клеев, герметиков и эластомеров (CASE), а также производители пенопластов и эластичных волокон используют разнообразное семейство полиолов для соответствия техническим требованиям к характеристикам продукта. Эти полиолы включают политетраметиленэфиргликоли (ПТМЭГ), полипропиленгликоли (ППГ), полиэфиры на основе адипата и фталата, поликапролактонполиолы и поликарбонатполиолы.
Выбор лучшего полиола для конкретной формулы может сыграть решающую роль в создании высококачественного продукта или предложения с низкими характеристиками. Ключом к правильному выбору материала является хорошее понимание особенностей химического состава каждого полиола, а также уровень бизнес-аналитики, который является отличительной чертой команды Ganrade. ПТМЭГ — это лучший полиол, используемый в высокоэффективных полиуретановых эластомерах. Полиуретаны на основе ПТМЭГ известны своей превосходной устойчивостью к гидролитическому расщеплению, хорошим сохранением механических свойств при низких температурах, высокой упругостью, хорошими технологическими характеристиками и превосходными механическими и динамическими свойствами.
Эксплуатационные характеристики полиолов для CASE-приложений
Вызванная деформацией кристаллизация мягких сегментов ПТМЭГ, точная бифункциональность и низкие кислотные числа – все это факторы, способствующие превосходным механическим свойствам связанных полиуретановых эластомеров. Эти факторы делают PTMEG предпочтительным материалом для переработчиков, специализирующихся на производстве колес, ремней, шин, трубок, устойчивых к истиранию поверхностей и многих других продуктов.
По сравнению с полиуретанами полиэфирного типа, PPG-полиэфирполиолы также обладают превосходной стойкостью к гидролизу и низкотемпературными свойствами. Однако по сравнению с ПТМЭГ и полиэфирными полиолами полиолы ППГ имеют худшие механические свойства и более склонны к термоокислительной деградации.
В отличие от полиолов PPG, полиэфирполиолы обладают лучшими механическими свойствами, такими как прочность на растяжение и разрыв, а также сопротивление усталости при изгибе. Полиэфирполиолы представляют собой продукты реакции дикарбоновых кислот и диолов, а полиэфирные сегменты могут быть кристаллическими или аморфными. Эти полиэфиры более устойчивы к маслам, жирам, растворителям и окислению.
Поликапролактонполиолы обладают более низкой вязкостью расплава, более узким молекулярно-массовым распределением и низким кислотным числом, что улучшает их гидролитическую стабильность. Поликарбонатполиолы характеризуются превосходной термо- и влагостойкостью по сравнению с полиэфирполиолами.
Производительность с соответствующими уретановыми эластомерами
Полиэфиры и полиэфирполиолы также обладают различными эксплуатационными характеристиками, особенно с полиуретанами, такими как гидролитическая стабильность, химическая стойкость и т. д.
Гидролитическая стабильность
Полиуретаны на основе простых полиэфиров обладают превосходной устойчивостью к гидролизу даже при более высоких температурах. Эти полиуретаны являются предпочтительным материалом для применений, связанных с погружением в воду, или для применений, требующих хорошего сохранения свойств в теплой и влажной среде.
Хотя полиэфиры обладают более высокой начальной прочностью на растяжение и разрыв, они подвержены гидролитическому расщеплению. Кроме того, присутствие остаточных катализаторов этерификации может ускорить гидролиз.
Поликапролактонполиолы и поликарбонатполиолы более гидролитически стабильны, чем стандартные адипатные и фталатные полиэфиры, благодаря более низким уровням кислотности и низкой склонности к образованию кислотных фрагментов во время гидролиза.
Химическая стойкость
Полиуретаны на основе полиэфиров, особенно полукристаллические полиуретаны на основе полиолов, более устойчивы к определенным типам химикатов. Полиуретаны на основе полиэстера помогут вашим изделиям противостоять воздействию масел, топлива и углеводородных растворителей.
Если устойчивость к влаге, слабым кислотам и щелочам имеет решающее значение, полиуретаны на основе полиэфиров являются очень хорошим выбором для вашего применения.
Низкая температура и тепловые характеристики
Полиэфиры имеют более низкую температуру стеклования (Tg) и лучше сохраняют гибкость и ударопрочность при низких температурах. В то же время полиэфиры демонстрируют лучшую термоокислительную стабильность и сохранение свойств при повышенных температурах.
Устойчивость
Полиуретаны на основе полиэфиров обычно демонстрируют более высокий отскок (упругость) по сравнению с их аналогами на основе полиэфиров.
Динамические и механические свойства
В тех случаях, когда требуются продукты с более высокой прочностью на разрыв и устойчивостью к порезам и разрывам, предпочтительными полиолами являются сложные полиэфиры. Полиэфиры придают меньший гистерезис или тепловыделение, что делает их предпочтительным материалом для динамических применений, таких как колеса, ролики и ролики.
Устойчивость к истиранию
Абразивный износ чаще всего является результатом сочетания скользящего и ударного истирания. Существует множество испытаний на истирание, предназначенных для точного прогнозирования эксплуатационных характеристик материала, поскольку на износостойкость уретановых эластомеров может влиять множество различных факторов. Таким образом, выбор правильного теста на истирание, который будет наиболее точно соответствовать реальному конечному использованию, может оказаться весьма сложной задачей.
Полиуретаны на основе полиэфиров благодаря своей более высокой упругости обеспечивают лучшие характеристики в тех случаях, когда преобладающей формой износа является ударное истирание. Такая динамика производительности особенно актуальна для эластомеров на основе PTMEG.
В общем смысле, более высокая устойчивость к растяжению и разрыву полиуретановых материалов на основе полиэстера дает преимущество в тех случаях, когда скольжение является доминирующей формой истирания.
Также необходимо учитывать среду, в которой материал будет работать. Например, потенциал гидролиза на поверхности полиуретанов на основе сложных эфиров отрицательно повлияет на их долговременную стойкость к истиранию.
Характеристики обработки
Полиолы PTMEG представляют собой точные бифункциональные первичные диолы, обладающие несколькими ключевыми свойствами для переработки. Полиолы ПТМЭГ обладают очень низкой степенью кислотности. Их точки плавления измеряются при температуре ниже комнатной для марок с низкой молекулярной массой, таких как PTMEG 650. Марки с более высокой молекулярной массой плавятся немного выше комнатной температуры и демонстрируют меньшую вязкость, поскольку их молекулярно-массовое распределение более узкое. Кроме того, полиолы PTMEG способствуют стабильности производства полиуретанов.
Полиолы PPG не являются точно бифункциональными и содержат уровни монофункциональности. Они также имеют вторичные гидроксильные фрагменты, которые имеют более низкую реакционную способность. Соответственно, их молекулярно-массовое распределение и вязкость выше, чем у полиуретанов на основе ПТМЭГ, а достигаемые молекулярные массы обычно ниже.
Наконец, полиэфирполиолы могут иметь высокие температуры плавления и более высокую степень кислотности, что влияет на реакционную способность катализатора. Эти полиолы обладают широким молекулярно-массовым распределением и вязкостью.