Как именно можно улучшить водостойкость ТПУ?


Время выпуска:

13 Dec,2019

ТПУ обладает выдающимися характеристиками износостойкости, устойчивости к изгибным усталостным нагрузкам и высокой эластичностью; его можно использовать для изготовления различных автозапчастей, таких как рукоятки рычагов переключения передач, втулки и прокладки для различных муфт, разнообразные соединительные разъёмы для жгутов проводов, спиральные телескопические провода, оболочки кабелей, зубчатые ремни, оболочки и прокладки для рулевых тяг, совмещённые шарниры подвески, гидропневматические и подвесные мембраны, амортизирующие мембраны, амортизаторы, ограничители хода пружин и другие детали. Кроме того, ТПУ может быть использован в композитных материалах с другими пластиками или каучуками для производства таких деталей, как автомобильные бамперы, подушки безопасности и пылезащитные чехлы.

ТПУ обладает выдающимися характеристиками износостойкости, устойчивости к изгибным усталостным нагрузкам и высокой эластичностью; его можно использовать для изготовления различных автозапчастей, таких как рукоятки рычагов переключения передач, втулки и прокладки для различных муфт, разъемы для различных жгутов проводов, спиральные телескопические провода, оболочки кабелей, зубчатые ремни, оболочки и прокладки для рулевых тяг, совместные шарниры подвески, гидропневматические и подвесные мембраны, амортизирующие мембраны, амортизаторы, ограничители хода пружин и других деталей. Кроме того, ТПУ может быть использован в композитных материалах с другими пластиками или каучуками для производства таких деталей, как автомобильные бамперы, подушки безопасности и пылезащитные чехлы.

               image.png

TPU содержит много полярных групп, которые легко поглощают влагу из воздуха. Поглощенная влага, с одной стороны, действует как пластификатор, что приводит к ухудшению физических свойств TPU; однако это воздействие обратимо. Если TPU тщательно высушить, поглощенная влага полностью выйдет из материала, и его физические свойства вернутся на уровень, существовавший до поглощения влаги.

С другой стороны, при определённых условиях происходит также деградация — этот процесс является необратимым и зависит от структуры мягких блоков. Полиэфирные структуры в мягких блоках обладают более высокой устойчивостью к гидролизу по сравнению с полиэфирными структурами; поэтому улучшение водостойкости ТПУ в основном сводится к улучшению водостойкости полиэфирных ТПУ. В общем случае существуют следующие методы:


I. Улучшение структуры полиэстера

 

Увеличение длины углеродной цепи полиэфира способствует повышению его стойкости к гидролизу. Введение разветвлённых цепей или жёстких циклических структур в структуру полиэфира также может улучшить его стойкость к гидролизу. Что касается полиэфиров на основе адипиневой кислоты, полиэфиры, синтезированные из гексанедиола или неопентилгликоля, обладают лучшей водостойкостью по сравнению с полиэфирами, полученными из этиленгликоля или бутандиола.

 

Поскольку мягкие сегменты полиолефиновых диолов не содержат сильно электроотрицательных элементов, необходимых для образования водородных связей, синтезированные ТПУ обладают превосходной устойчивостью к гидролизу. Однако из-за наличия двойных связей в молекулах эти ТПУ обладают пониженной стойкостью к окислению. ТПУ, синтезированные с использованием полиэфирных диолов на основе поликапролактона и поликарбонатных диолов, обладают лучшей устойчивостью к воде по сравнению с аналогами на основе полиадипинатов, однако их стоимость значительно выше.

 

· Полиэстер, синтезированный путём смешения адипиновой кислоты и терефталевой кислоты в определённых пропорциях, обладает хорошей водостойкостью;

· Введение определённой доли полиэфира в полиэфирную структуру, будь то случайное сополимеризационное или блочное сополимеризационное получение полиэфирных эфиров, может значительно улучшить водостойкость;

·При синтезе полиэстера контроль его кислотного числа на уровне ниже 0,1 также позволяет поддерживать его свойства в основном стабильными.


2. Добавить стабилизатор, устойчивый к гидролизу

 

Добавление полицианурата (PCD) в полиэфирный ТПУ улучшает его водостойкость. Механизм этого явления заключается в том, что карбоксильные группы, содержащиеся в полиэфире, а также карбоксильные группы, образующиеся в результате гидролиза, вступают в реакцию с PCD с образованием производных ацилмочевины, что приводит к прекращению автокаталитического действия карбоксильных групп. Кроме того, поскольку каждая молекула PCD содержит несколько циануратных групп, она способна восстанавливать полимеры с концевыми карбоксильными группами, образовавшимися в результате разрыва цепей, тем самым выполняя функцию ремонта цепей. Распространённым антигидролизным агентом является Stabaxol P200 (Bayer); его дозировка составляет 0,5–2,5% по массе от количества полиола.