الفرق بين نوع البولي إيثر TPU ونوع البوليستر

الفرق بيننوع بولي إيثر TPUونوع البوليستر

يمكن تقسيم مادة TPU إلى نوعين: بولي إيثر وبوليستر. وفقًا لمتطلبات تطبيقات المنتج المختلفة، يجب اختيار أنواع مختلفة من مادة TPU. على سبيل المثال، إذا كانت متطلبات مقاومة التحلل المائي عالية نسبيًا، فإن مادة TPU من نوع بولي إيثر تكون أنسب من مادة TPU من نوع البوليستر.

لذا اليوم دعونا نتحدث عن الاختلافات بينمادة TPU من نوع البولي إيثرومادة TPU من نوع البوليستروكيف نميز بينهما؟ فيما يلي شرحٌ لأربعة جوانب: اختلافات المواد الخام، والاختلافات الهيكلية، ومقارنات الأداء، وطرق تحديدها.

1. الاختلافات في المواد الخام

أعتقد أن العديد من الناس يعرفون مفهوم الإيلاستومرات الحرارية البلاستيكية، والتي تتميز بخصائص هيكلية تتمثل في احتوائها على أجزاء ناعمة وصلبة على التوالي، لإضفاء المرونة والصلابة على المادة.

يحتوي TPU أيضًا على أجزاء سلسلة ناعمة وصلبة، ويكمن الفرق بين TPU من نوع البولي إيثر وTPU من نوع البوليستر في اختلاف أجزاء السلسلة الناعمة. يتضح هذا الفرق من المواد الخام.

نوع البولي إيثر TPU: 4-4 '- ثنائي فينيل ميثان ثنائي إيزوسيانات (MDI)، بولي تتراهيدروفوران (PTMEG)، 1،4-بيوتانيديول (BDO)، بجرعة تبلغ حوالي 40% لـ MDI، و40% لـ PTMEG، و20% لـ BDO.

بوليستر من نوع TPU: 4-4 '- ثنائي فينيل ميثان ثنائي إيزوسيانات (MDI)، 1،4-بيوتانيديول (BDO)، حمض الأديبيك (AA)، حيث يمثل MDI حوالي 40%، ويمثل AA حوالي 35%، ويمثل BDO حوالي 25%.

يمكننا أن نرى أن المادة الخام لشريحة سلسلة TPU الناعمة من نوع البولي إيثر هي بولي تتراهيدروفيوران (PTMEG)؛ المادة الخام لشريحة سلسلة TPU الناعمة من نوع البوليستر هي حمض الأديبيك (AA)، حيث يتفاعل حمض الأديبيك مع البيوتانيديول لتكوين إستر أديبات البولي بوتيلين كقطعة سلسلة ناعمة.

2. الاختلافات الهيكلية

تحتوي السلسلة الجزيئية من TPU على بنية خطية كتلة من النوع (AB) n، حيث A هو بوليستر أو بولي إيثر عالي الوزن الجزيئي (1000-6000)، وB هو عمومًا بيوتانيديول، والبنية الكيميائية بين أجزاء سلسلة AB هي ثنائي إيزوسيانات.

وفقًا للهياكل المختلفة لـ A، يمكن تقسيم TPU إلى نوع البوليستر، ونوع البولي إيثر، ونوع البولي كابرولاكتون، ونوع البولي كربونات، وما إلى ذلك. الأنواع الأكثر شيوعًا هي نوع البولي إيثر TPU ونوع البوليستر TPU.

من الشكل أعلاه، يمكننا أن نرى أن السلاسل الجزيئية الكلية من نوع البولي إيثر TPU ونوع البوليستر TPU كلاهما عبارة عن هياكل خطية، مع كون الاختلاف الرئيسي هو ما إذا كان جزء السلسلة الناعمة عبارة عن بولي إيثر بوليول أو بوليستر بوليول.

3. مقارنة الأداء

بوليولات البولي إيثر هي بوليمرات كحولية أو أوليغومرات ذات روابط إيثرية ومجموعات هيدروكسيل في المجموعات الطرفية على بنية السلسلة الرئيسية الجزيئية. بفضل انخفاض طاقة تماسك روابط الإيثر في بنيتها وسهولة دورانها.

لذلك، يتميز البولي إيثر TPU بمرونة ممتازة في درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة التحلل المائي، ومقاومة العفن، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وما إلى ذلك. يتمتع المنتج بملمس جيد، ولكن قوة التقشير وقوة الكسر ضعيفة نسبيًا.

يمكن لمجموعات الإستر ذات طاقة الرابطة التساهمية القوية في بوليولات البوليستر أن تُشكّل روابط هيدروجينية مع أجزاء السلسلة الصلبة، مما يُشكّل نقاط ترابط مرنة. مع ذلك، فإن البوليستر عرضة للكسر بسبب غزو جزيئات الماء، ويمكن للحمض الناتج عن التحلل المائي أن يُحفّز عملية التحلل المائي للبوليستر.

لذلك، يتميز البوليستر TPU بخصائص ميكانيكية ممتازة، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للتمزق، ومقاومة للتآكل الكيميائي، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، وسهولة المعالجة، ولكن مقاومة التحلل المائي ضعيفة.

4. طريقة التعريف

أما بالنسبة لاختيار مادة TPU الأنسب، فيمكن القول إن الاختيار يجب أن يعتمد على المتطلبات الفيزيائية للمنتج. لتحقيق خصائص ميكانيكية جيدة، يُنصح باستخدام مادة TPU المصنوعة من البوليستر؛ أما عند النظر إلى التكلفة والكثافة وبيئة استخدام المنتج، مثل صناعة منتجات الألعاب المائية، فإن مادة TPU المصنوعة من البولي إيثر هي الأنسب.

مع ذلك، عند اختيار نوعين من مواد TPU، أو خلطهما عن طريق الخطأ، لا يوجد فرق كبير في المظهر. فكيف نميز بينهما؟

في الواقع، هناك العديد من الطرق، مثل القياس الكيميائي للألوان، وكروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GCMS)، وطيف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، تتطلب هذه الطرق متطلبات تقنية عالية وتستغرق وقتًا طويلاً.

هل توجد طريقة تعريف بسيطة وسريعة نسبيًا؟ الإجابة هي نعم، على سبيل المثال، طريقة مقارنة الكثافة.

تتطلب هذه الطريقة جهاز قياس كثافة واحد فقط. على سبيل المثال، باستخدام جهاز قياس كثافة المطاط عالي الدقة، تكون خطوات القياس كالتالي:

ضع المنتج في طاولة القياس، ثم اعرض وزن المنتج، ثم اضغط على مفتاح الإدخال للتذكرة.
ضع المنتج في الماء لعرض قيمة الكثافة.
تستغرق عملية القياس حوالي 5 ثوانٍ، ويمكن التمييز بينهما بناءً على كثافة مادة TPU من نوع البوليستر أعلى من كثافة مادة TPU من نوع البولي إيثر. يتراوح نطاق الكثافة النوعية بين: -1.13-1.18 جم/سم3 من مادة TPU من نوع البولي إيثر؛ -1.18-1.22 جم/سم3 من مادة TPU من نوع البوليستر. تتيح هذه الطريقة التمييز بسرعة بين مادة TPU من نوع البوليستر وبولي إيثر.