Formulatorer av beläggningar, lim, tätningsmedel och elastomerer (CASE), såväl som tillverkare av skum och elastiska fibrer, använder en mångsidig familj av polyoler för att uppfylla specifikationer för produktprestanda. Dessa polyoler inkluderar polytetrametyleneterglykoler (PTMEG), polypropylenglykoler (PPG), adipat- och ftalatbaserade polyestrar, polykaprolaktonpolyoler och polykarbonatpolyoler.
Att välja den bästa polyolen för en specifik formel kan vara skillnaden mellan att göra en högkvalitativ produkt eller ett lågpresterande erbjudande. Nyckeln för korrekt materialval är en god förståelse för de inneboende egenskaperna hos varje polyolkemi, en nivå av affärsintelligens som är ett kännetecken för Ganrade-teamet. PTMEG är den främsta polyolen som används i högpresterande polyuretanelastomerer. PTMEG-baserade polyuretaner är kända för överlägsen motståndskraft mot hydrolytisk klyvning, goda mekaniska egenskaper bibehållande vid låg temperatur, hög elasticitet, goda bearbetningsegenskaper och utmärkta mekaniska och dynamiska egenskaper.
Prestandaattribut för polyoler för CASE-applikationer
Töjningsinducerad kristallisation av de mjuka PTMEG-segmenten, exakt difunktionalitet och låga syravärden är alla bidragande faktorer till de överlägsna mekaniska egenskaperna hos de associerade polyuretanelastomererna. Dessa faktorer gör PTMEG till det valda materialet för processorer som specialiserar sig på hjul, remmar, däck, slangar, nötningsbeständiga ytor och många andra produkter.
Jämfört med polyuretaner av polyestertyp uppvisar PPG-polyeterpolyolerna också utmärkt hydrolysbeständighet och lågtemperaturegenskaper. Jämfört med PTMEG- och polyesterpolyolerna har emellertid PPG-polyolerna sämre mekaniska egenskaper och är mer benägna för termooxidativ nedbrytning.
Till skillnad från PPG-polyoler har polyesterpolyoler bättre mekaniska egenskaper, såsom drag- och rivhållfasthet och motståndskraft mot böj utmattning. Polyesterpolyoler är reaktionsprodukter av dikarboxylsyror och dioler, och polyestersegment kan vara kristallina eller amorfa. Dessa polyestrar är mer resistenta mot olja, fett, lösningsmedel och oxidation.
Polykaprolaktonpolyolerna uppvisar lägre smältviskositeter, en snävare molekylviktsfördelning och låga syravärden som förbättrar deras hydrolytiska stabilitet. Polykarbonatpolyolerna kännetecknas av överlägsen värme- och fuktbeständighet jämfört med polyesterpolyoler.
Prestanda med motsvarande uretanelastomerer
Polyeter- och polyesterpolyoler uppvisar också en mängd olika prestandaegenskaper med specifik hänsyn till polyuretaner, såsom hydrolytisk stabilitet, kemisk resistens och mer.
Hydrolytisk stabilitet
Polyeterbaserade polyuretaner uppvisar utmärkt motståndskraft mot hydrolys, även vid högre temperaturer. Dessa polyuretaner är det föredragna materialet för applikationer som involverar nedsänkning i vatten eller applikationer som kräver god bevarande av egenskaper i varma och fuktiga miljöer.
Medan polyestrar erbjuder högre initial drag- och rivhållfasthet, är de känsliga för hydrolytisk klyvning. Dessutom kan närvaron av kvarvarande förestringskatalysatorer påskynda hydrolysen.
Polykaprolaktonpolyoler och polykarbonatpolyoler är mer hydrolytiskt stabila än vanliga adipat- och ftalatpolyestrar, på grund av deras lägre syranivåer och en låg benägenhet att generera syradelar under hydrolys.
Kemisk beständighet
Polyesterbaserade polyuretaner, särskilt de semikristallina polyolbaserade polyuretanerna, är mer resistenta mot vissa typer av kemikalier. Polyesterbaserade polyuretaner hjälper dina produkter att motstå exponering för oljor, bränslen och kolvätelösningsmedel.
Om motståndskraft mot fukt och milda syror och baser är avgörande, är polyeterbaserade polyuretaner ett mycket bra val för din applikation.
Låg temperatur och termisk prestanda
Polyetrar har lägre glastemperatur (Tg) och behåller bättre sin flexibilitet och slaghållfasthet vid låga temperaturer. Polyestrar uppvisar under tiden bättre termooxidativ stabilitet och egenskapsbevarande vid förhöjda temperaturer.
Elasticitet
Polyeterbaserade polyuretaner uppvisar generellt högre återfjädring (spänst) jämfört med sina polyesterbaserade motsvarigheter.
Dynamiska och mekaniska egenskaper
I tillämpningar som kräver produkter med högre draghållfasthet och skär- och rivhållfasthet är polyestrar de föredragna polyolerna. Polyetrar ger lägre hysteres eller värmeuppbyggnad, vilket gör dem till ett föredraget material för dynamiska applikationer som hjul, hjul och rullar.
Nötningsbeständighet
Nötningsslitage är oftast ett resultat av kombinationen av glidande och stötande nötning. Det finns många nötningstester utformade för att exakt förutsäga ett material funktionsprestanda, eftersom många olika faktorer kan påverka nötningsprestandan hos uretan-elastomerer. Att välja rätt nötningstest, som närmast överensstämmer med den faktiska slutanvändningen, kan därför vara ganska utmanande.
Polyeterbaserade polyuretaner ger, tack vare sin högre motståndskraft, bättre prestanda i applikationer där anslagsnötning är den dominerande formen av slitage. Denna prestandadynamik är speciellt sant för PTMEG-baserade elastomerer.
Generellt sett erbjuder den högre drag- och rivhållfastheten hos de polyesterbaserade polyuretanmaterialen en fördel i applikationer där glidning är den dominerande formen av nötning.
Den miljö i vilken materialet förväntas fungera måste också beaktas. En potential för hydrolys på ytan av de esterbaserade polyuretanerna, till exempel, kommer att negativt påverka deras långvariga nötningsbeständighet.
Bearbetningsegenskaper
PTMEG-polyoler är exakta difunktionella primära dioler som uppvisar flera nyckelegenskaper för bearbetning. PTMEG-polyoler uppvisar en mycket låg surhetsgrad. Deras smältpunkter mäter under rumstemperatur för lågmolekylära kvaliteter, såsom PTMEG 650. Högre molekylviktskvaliteter smälter något över rumstemperatur, och de uppvisar lägre viskositet eftersom deras molekylviktsfördelning är snävare. Dessutom främjar PTMEG-polyoler konsistens i produktionen av polyuretaner.
PPG-polyoler är inte exakt difunktionella och innehåller nivåer av monofunktionalitet. De har också sekundära hydroxylgrupper som har lägre reaktivitet. Följaktligen är deras molekylviktsfördelning och viskositet högre än PTMEG-baserade polyuretaner, och de uppnådda molekylvikterna är i allmänhet lägre.
Slutligen kan polyesterpolyoler ha höga smältpunkter och högre surhetsgrader, vilket påverkar katalysatorns reaktivitet. Dessa polyoler uppvisar breda molekylviktsfördelningar och viskositeter.