차이점TPU 폴리에테르 타입그리고폴리에스터 유형
TPU는 폴리에테르형과 폴리에스터형 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 제품 적용 분야의 요구 사항에 따라 적절한 TPU 유형을 선택해야 합니다. 예를 들어, 가수분해 저항성이 비교적 높은 경우에는 폴리에스터형 TPU보다 폴리에테르형 TPU가 더 적합합니다.
오늘은 ~의 차이점에 대해 이야기해 보겠습니다.폴리에테르형 TPU그리고폴리에스터 타입 TPU그렇다면 이들을 어떻게 구별할까요? 다음에서는 원료 차이, 구조적 차이, 성능 비교, 식별 방법의 네 가지 측면을 자세히 살펴보겠습니다.
1. 원료의 차이
많은 분들이 열가소성 엘라스토머라는 개념을 알고 계실 거라고 생각합니다. 열가소성 엘라스토머는 부드러운 부분과 단단한 부분을 각각 포함하고 있어 소재에 유연성과 강성을 부여하는 구조적 특징을 가지고 있습니다.
TPU는 연질 사슬 부분과 경질 사슬 부분을 모두 가지고 있으며, 폴리에테르형 TPU와 폴리에스터형 TPU의 차이는 연질 사슬 부분의 차이에 있습니다. 이러한 차이는 원료에서부터 확인할 수 있습니다.
폴리에테르형 TPU: 4-4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 폴리테트라하이드로퓨란(PTMEG), 1,4-부탄디올(BDO)을 MDI 약 40%, PTMEG 약 40%, BDO 약 20%의 비율로 첨가함.
폴리에스터형 TPU: 4-4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,4-부탄디올(BDO), 아디프산(AA)으로 구성되며, MDI가 약 40%, AA가 약 35%, BDO가 약 25%를 차지합니다.
폴리에테르형 TPU 연질 사슬 세그먼트의 원료는 폴리테트라하이드로퓨란(PTMEG)이고, 폴리에스터형 TPU 연질 사슬 세그먼트의 원료는 아디프산(AA)이며, 아디프산은 부탄다이올과 반응하여 폴리부틸렌 아디페이트 에스테르를 연질 사슬 세그먼트로 형성함을 알 수 있다.
2. 구조적 차이점
TPU의 분자 사슬은 (AB)n형 블록 선형 구조를 가지며, 여기서 A는 고분자량(1000-6000) 폴리에스터 또는 폴리에테르이고, B는 일반적으로 부탄다이올이며, AB 사슬 세그먼트 사이의 화학 구조는 디이소시아네이트이다.
TPU는 A의 구조에 따라 폴리에스터형, 폴리에테르형, 폴리카프로락톤형, 폴리카보네이트형 등으로 나눌 수 있으며, 가장 일반적인 유형은 폴리에테르형 TPU와 폴리에스터형 TPU입니다.
위 그림에서 볼 수 있듯이, 폴리에테르형 TPU와 폴리에스테르형 TPU의 전체 분자 사슬은 모두 선형 구조이며, 주요 차이점은 연질 사슬 부분이 폴리에테르 폴리올인지 폴리에스테르 폴리올인지 여부입니다.
3. 성능 비교
폴리에테르 폴리올은 분자 주쇄 구조의 말단에 에테르 결합과 하이드록실기가 있는 알코올 중합체 또는 올리고머입니다. 구조 내 에테르 결합의 응집 에너지가 낮고 회전이 용이하기 때문입니다.
따라서 폴리에테르 TPU는 저온 유연성, 가수분해 저항성, 곰팡이 방지성, 자외선 저항성 등이 우수합니다. 제품의 촉감은 좋지만, 박리 강도와 파괴 강도는 상대적으로 떨어집니다.
폴리에스테르 폴리올에 존재하는 강한 공유 결합 에너지를 가진 에스테르기는 단단한 사슬 부분과 수소 결합을 형성하여 탄성 가교점으로 작용할 수 있습니다. 그러나 폴리에스테르는 수분 침투로 인해 쉽게 파손되며, 가수분해로 생성된 산은 폴리에스테르의 가수분해를 더욱 촉진할 수 있습니다.
따라서 폴리에스터 TPU는 우수한 기계적 특성, 내마모성, 내인열성, 내화학성 부식성, 내열성 및 가공 용이성을 갖지만, 가수분해 저항성은 좋지 않습니다.
4. 식별 방법
어떤 TPU를 사용하는 것이 더 나은지에 대해서는 제품의 물리적 요구 사항에 따라 선택해야 한다고 말할 수밖에 없습니다. 우수한 기계적 특성을 얻으려면 폴리에스터 TPU를 사용하고, 비용, 밀도, 제품 사용 환경(예: 수상 놀이기구 제작)을 고려한다면 폴리에테르 TPU가 더 적합합니다.
하지만 TPU를 선택할 때, 또는 실수로 두 종류의 TPU를 섞어 사용할 때, 외관상 큰 차이가 없습니다. 그렇다면 어떻게 구별해야 할까요?
실제로 화학적 비색법, 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS), 중적외선 분광법 등 다양한 방법이 있습니다. 그러나 이러한 방법들은 높은 기술적 요건을 요구하며 시간이 오래 걸립니다.
상대적으로 간단하고 빠른 식별 방법이 있을까요? 네, 있습니다. 예를 들어 밀도 비교법이 있습니다.
이 방법은 밀도 측정기 하나만 있으면 됩니다. 고정밀 고무 밀도 측정기를 예로 들면, 측정 단계는 다음과 같습니다.
측정 테이블에 제품을 올려놓고 제품의 무게를 표시한 다음 Enter 키를 눌러 저장하세요.
제품을 물에 넣어 밀도 값을 확인하십시오.
전체 측정 과정은 약 5초 정도 소요되며, 폴리에스터형 TPU의 밀도가 폴리에테르형 TPU보다 높다는 원리를 이용하여 두 유형을 구분할 수 있습니다. 구체적인 밀도 범위는 폴리에테르형 TPU의 경우 1.13~1.18g/cm³, 폴리에스터형 TPU의 경우 1.18~1.22g/cm³입니다. 이 방법을 통해 폴리에스터형 TPU와 폴리에테르형 TPU를 신속하게 구별할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 6월 3일