ความแตกต่างระหว่าง TPU ชนิดโพลีอีเทอร์และชนิดโพลีเอสเตอร์

ความแตกต่างระหว่างTPU ชนิดโพลีอีเทอร์และโพลีเอสเตอร์ชนิด

TPU สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ได้แก่ ประเภทโพลีอีเทอร์และประเภทโพลีเอสเตอร์ การเลือกใช้ TPU ประเภทต่างๆ นั้นขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งานของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น หากต้องการความต้านทานต่อการไฮโดรไลซิสสูง TPU ประเภทโพลีอีเทอร์จะเหมาะสมกว่า TPU ประเภทโพลีเอสเตอร์

วันนี้เรามาพูดถึงความแตกต่างระหว่างกันดีกว่าTPU ชนิดโพลีอีเทอร์และTPU ชนิดโพลีเอสเตอร์แล้วจะแยกแยะความแตกต่างได้อย่างไร? ต่อไปนี้จะอธิบายรายละเอียดในสี่ประเด็น ได้แก่ ความแตกต่างในวัตถุดิบ ความแตกต่างทางโครงสร้าง การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ และวิธีการระบุ

1. ความแตกต่างของวัตถุดิบ

ผมเชื่อว่าหลายคนรู้จักแนวคิดของเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ ซึ่งมีคุณสมบัติทางโครงสร้างที่ประกอบด้วยส่วนที่อ่อนนุ่มและส่วนที่แข็งตามลำดับ เพื่อให้วัสดุมีความยืดหยุ่นและความแข็งแกร่ง

TPU ประกอบด้วยส่วนโซ่ทั้งแบบอ่อนและแบบแข็ง และความแตกต่างระหว่าง TPU ชนิดโพลีอีเทอร์และ TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์อยู่ที่ความแตกต่างของส่วนโซ่แบบอ่อน เราสามารถเห็นความแตกต่างได้ตั้งแต่ชนิดของวัตถุดิบ

TPU ชนิดโพลีอีเทอร์: 4-4'-ไดฟีนิลมีเทนไดไอโซไซยาเนต (MDI), โพลีเตตระไฮโดรฟิวแรน (PTMEG), 1,4-บิวเทนไดออล (BDO) โดยมีปริมาณ MDI ประมาณ 40%, PTMEG 40% และ BDO 20%

TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์: 4-4'-ไดฟีนิลมีเทนไดไอโซไซยาเนต (MDI), 1,4-บิวเทนไดออล (BDO), กรดอะดิปิก (AA) โดย MDI คิดเป็นประมาณ 40%, AA คิดเป็นประมาณ 35% และ BDO คิดเป็นประมาณ 25%

เราจะเห็นได้ว่าวัตถุดิบสำหรับส่วนโซ่อ่อนของ TPU ชนิดโพลีอีเทอร์คือโพลีเตตระไฮโดรฟิวแรน (PTMEG) ส่วนวัตถุดิบสำหรับส่วนโซ่อ่อนของ TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์คือกรดอะดิปิก (AA) โดยที่กรดอะดิปิกทำปฏิกิริยากับบิวเทนไดออลเพื่อสร้างโพลีบิวทิลีนอะดิเพตเอสเทอร์เป็นส่วนโซ่อ่อน

2. ความแตกต่างเชิงโครงสร้าง

สายโซ่โมเลกุลของ TPU มีโครงสร้างเชิงเส้นแบบบล็อกชนิด (AB)n โดยที่ A คือโพลีเอสเตอร์หรือโพลีอีเทอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (1000-6000) B โดยทั่วไปคือบิวเทนไดออล และโครงสร้างทางเคมีระหว่างส่วนของสายโซ่ AB คือไดไอโซไซยาเนต

ตามโครงสร้างที่แตกต่างกันของ A นั้น TPU สามารถแบ่งออกเป็นประเภทโพลีเอสเตอร์ ประเภทโพลีอีเทอร์ ประเภทโพลีแคโปรแลคโตน ประเภทโพลีคาร์บอเนต เป็นต้น ประเภทที่พบได้บ่อยกว่าคือ TPU ประเภทโพลีอีเทอร์และ TPU ประเภทโพลีเอสเตอร์

จากรูปข้างต้น เราจะเห็นได้ว่าโครงสร้างโดยรวมของสายโซ่โมเลกุลของ TPU ชนิดโพลีอีเทอร์และ TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์ต่างก็เป็นโครงสร้างเชิงเส้น โดยความแตกต่างหลักอยู่ที่ว่าส่วนสายโซ่ที่อ่อนนุ่มนั้นเป็นโพลีอีเทอร์โพลีออลหรือโพลีเอสเตอร์โพลีออล

3. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

โพลีอีเทอร์โพลีออลเป็นพอลิเมอร์หรือโอลิโกเมอร์ของแอลกอฮอล์ที่มีพันธะอีเทอร์และหมู่ไฮดรอกซิลอยู่ที่ปลายสายโซ่หลักของโมเลกุล เนื่องจากมีพลังงานยึดเหนี่ยวต่ำของพันธะอีเทอร์ในโครงสร้างและหมุนได้ง่าย

ดังนั้น โพลีอีเทอร์ TPU จึงมีความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำดีเยี่ยม ทนต่อการไฮโดรไลซิส ทนต่อเชื้อรา ทนต่อรังสียูวี ฯลฯ ผลิตภัณฑ์มีสัมผัสที่ดี แต่ความแข็งแรงในการลอกและแรงแตกหักค่อนข้างต่ำ

หมู่เอสเทอร์ที่มีพลังงานพันธะโควาเลนต์สูงในโพลีเอสเตอร์โพลีออลสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับส่วนโซ่แข็ง ทำให้เกิดจุดเชื่อมโยงแบบยืดหยุ่น อย่างไรก็ตาม โพลีเอสเตอร์มีแนวโน้มที่จะแตกหักเนื่องจากการแทรกซึมของโมเลกุลน้ำ และกรดที่เกิดจากการไฮโดรไลซิสยังสามารถเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของโพลีเอสเตอร์ได้อีกด้วย

ดังนั้น โพลีเอสเตอร์ TPU จึงมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการฉีกขาด ทนต่อการกัดกร่อนทางเคมี ทนต่ออุณหภูมิสูง และแปรรูปได้ง่าย แต่ทนต่อการไฮโดรไลซิสได้ไม่ดี

4. วิธีการระบุตัวตน

ส่วนเรื่องว่าควรใช้ TPU ชนิดใดดีกว่ากันนั้น ต้องบอกว่าการเลือกใช้ควรขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ หากต้องการคุณสมบัติเชิงกลที่ดี ควรใช้ TPU โพลีเอสเตอร์ แต่หากพิจารณาถึงต้นทุน ความหนาแน่น และสภาพแวดล้อมการใช้งานของผลิตภัณฑ์ เช่น การผลิตผลิตภัณฑ์สำหรับสวนน้ำ TPU โพลีอีเทอร์จะเหมาะสมกว่า

อย่างไรก็ตาม เมื่อเลือกใช้ หรือเผลอสับสนระหว่าง TPU สองชนิด พวกมันจะไม่มีความแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดในด้านรูปลักษณ์ ดังนั้นเราควรแยกแยะพวกมันอย่างไร?

ในความเป็นจริงมีหลายวิธี เช่น การวัดสีทางเคมี โครมาโทกราฟีแก๊ส-แมสสเปกโทรเมตรี (GCMS) สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดช่วงกลาง เป็นต้น อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ต้องการความรู้ทางเทคนิคขั้นสูงและใช้เวลานาน

มีวิธีการระบุตัวตนที่ค่อนข้างง่ายและรวดเร็วหรือไม่? คำตอบคือมี ตัวอย่างเช่น วิธีการเปรียบเทียบความหนาแน่น

วิธีนี้ใช้เพียงเครื่องวัดความหนาแน่นเพียงเครื่องเดียว ยกตัวอย่างเช่น เครื่องวัดความหนาแน่นของยางที่มีความแม่นยำสูง ขั้นตอนการวัดมีดังนี้:

วางผลิตภัณฑ์ลงในแท่นชั่ง แสดงน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ แล้วกดปุ่ม Enter เพื่อบันทึกค่า
นำผลิตภัณฑ์ไปแช่น้ำเพื่อแสดงค่าความหนาแน่น
กระบวนการวัดทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 5 วินาที จากนั้นสามารถแยกแยะได้โดยอาศัยหลักการที่ว่าความหนาแน่นของ TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์จะสูงกว่า TPU ชนิดโพลีอีเทอร์ ช่วงความหนาแน่นที่เฉพาะเจาะจงคือ: TPU ชนิดโพลีอีเทอร์ -1.13-1.18 กรัม/ซม³; TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์ -1.18-1.22 กรัม/ซม³ วิธีนี้สามารถแยกแยะระหว่าง TPU ชนิดโพลีเอสเตอร์และชนิดโพลีอีเทอร์ได้อย่างรวดเร็ว