Leveämmän MWD:n omaavissa PTMEG:issä on korkeampi fraktio sekä pieni-MW-diolimolekyylejä että korkea-MW-ketjuja verrattuna kapeisiin MWD-PPG-polyoleihin. Lyhytketjuinen diolifraktio PTMEG:ssä voi tulla osaksi hard-block-segmenttiä, mikä lisää kovan faasin pitoisuutta ja lisää merkittävästi elastomeerin moduulia ja kovuutta. Kovan faasin tilavuuden kasvu luo lisärajoituksia pehmeiden segmenttien liikkuvuudelle, mikä vähentää PTMEG:n kylmän ja jännityksen aiheuttaman kiteytymisen nopeutta ja laajuutta. PTMEG 1000:n käyttäminen (verrattuna PTMEG 2000:een) johtaisi siihen, että suurempi osuus matala-MW-diolilajeista myötävaikuttaisi kovaan segmenttiin, ja näin ollen sillä olisi suurempi vaikutus seoksen kiteytymisen estämiseen.
Laajaan MWD:hen liittyvä korkean molekyylipainon fraktio johtaa kimmoisuuden ja palautumisominaisuuksien lisääntymiseen ja faasien erotuksen paranemiseen PUR-elastomeerissä. Näin ollen PTMEG:n lisääminen PPG-polyoliin parantaa siihen liittyvän PUR-elastomeerin kovuutta, vetolujuusominaisuuksia ja kimmo- ja palautumisominaisuuksia. PPG-polyolien lisääminen seokseen johtaa alhaisempiin Durometri-arvoihin, pehmeämmät polyuretaanielastomeerit. PPG-polyolit johtavat PTMEG-polyolin alhaisen molekyylipainon omaavan diolifraktion laimenemiseen ja kovan lohkon pitoisuuden vähenemiseen.
Polyeetteripolyolisekoitukset liimasovelluksissa
Tartunta-, tartunta- ja koheesiovoimien tasapaino ovat keskeisiä elementtejä liimojen suunnittelussa. Pressure Sensitive Adhesives (PSA) -liimoissa tarttuvuus, leikkauslujuus ja kuoriutumislujuus ovat muita sääteleviä ominaisuuksia. Vaikka käytetyn polyolin valintaa ja kova lohko-pehmeä lohko -suhdetta käytetään optimoimaan TPU:n tartuntaominaisuuksia, PTMEG:n sekoittaminen PPG-polyolien kanssa tarjoaa toisen ulottuvuuden liimojen suunnitteluun.
Yllä esitetyt periaatteet auttavat ohjaamaan polyolisekoitussuhteiden valintaa tarvittavien liimausominaisuuksien optimoinnissa. Yllä mainituista syistä johtuen kiteytyvällä PTMEG:llä on suurempi adheesio- ja koheesio-ominaisuudet PUR:ssa. PPG-polyolit parantavat tarttuvuutta ja adheesiota hydrofobisiin pintoihin ja parantavat käsittelyominaisuuksia, kuten viskositeettia. PTMEG- ja PPG-polyolien suhteen muuttaminen sekoituksissa mahdollistaa tartunta-ominaisuuksien optimoinnin erilaisten suorituskykykriteerien täyttämiseksi. Yhdessä tutkimuksessa saatiin erinomaiset yhdistelmät tartunta-, leikkaus- ja kuoriutumisominaisuuksista PSA:ssa, joka oli valmistettu 50:50 PTMEG- ja PPG-polyolien sekoituksesta.2
Polyolisekoitukset valetuissa PUR-elastomeereissä
Yhdellä valulla polyuretaanielastomeerit, reaktiivisuus ja kovettumisnopeudet/poistoajat polyoli/MDI/BDO-järjestelmässä ovat paljon nopeampia PTMEG-polyolilla verrattuna PPG-polyoliin. Tämä kuvastaa 100 % primaarista hydroksi-difunktionaalisuutta PTMEG:ssä. PPG-polyolit, jotka on valmistettu tavanomaisella KOH-katalyytillä, sisältävät 3-4 mooliprosenttia monohydroksipitoisuuksia (toinen pää on allyylityydyttymättömyys) ja alhaisemman reaktiivisuuden omaavaa sekundaarista hydroksyylifunktionaalisuutta. Käytännössä kaikki lopulliset elastomeeriominaisuudet paranevat lisäämällä PTMEG:ää sekoituksessa PPG-polyolin kanssa. Tämä sisältää kovuuden, veto- ja repäisylujuudet, kimmo- ja rebound-ominaisuudet, hankaus-, veto- ja puristusjoukot. Näihin parannuksiin liittyy useita tekijöitä: 1) lineaarisen PTMEG-rakenteen ylivoimaiset mekaaniset ominaisuudet, 2) jännityksen aiheuttama kiteytyminen korkeilla PTMEG-tasoilla, 3) vähemmän ketjunpäitä PTMEG-diolin korkean 2,0 funktionaalisuuden vuoksi, ja 4) saavutettavissa olevan polymeerin kokonais-MW:n kasvu. Näistä syistä KOH-prosessilla valmistettuja PPG-polyoleja käytetään useammin polyuretaanivaahtosovelluksissa ja vähemmän valu- ja TPU-elastomeereissä. Double Metal Cyanide (DMC) -katalyytit tuottavat PPG-polyoleja, joilla on korkea difunktionaalisuus ja alhainen monotyydyttymättömyys. DMC-katalyyttejä käytetään korkean MW:n ja elastomeeriluokan PPG-polyoleissa.
Tutkimukset ovat raportoineet, että jo 10-20 painoprosenttia PTMEG:ssä olevasta PPG-polyolista alkaa vaikuttaa PTMEG-polyolien jännityskiteytymiseen, mikä lisää lopullisia venymiä.3
Polyolisekoitukset TPU:ssa ja esipolymeerivaletussa elastomeereissä
Esipolymeereissä ja TPU:issa PPG-polyolien alhainen viskositeetti voi tarjota prosessointietuja. Mitä tulee mekaanisiin ominaisuuksiin, esipolymeeripohjaisissa järjestelmissä ja TPU:issa pätevät samat suuntaukset kuin valeelastomeerien kohdalla. Ominaisuuserojen kokonaissuuruus voidaan kattaa käyttämällä PTMEG- ja PPG-polyolien sekoituksia elastomeerisissa polyuretaaneissa.
Polyuretaani elastomeeri Yhteenveto
PTMEG- ja PPG-polyolien sekoittaminen mahdollistaa ominaisuuksien ja kustannusten optimoinnin polyeetteripolyuretaanivalmisteissa. PTMEG:n lisääminen PPG-polyoleihin parantaa veto-, repeytymis- ja rebound-/kimmoisuusominaisuuksia, dynaamisia ominaisuuksia ja adheesio-koheesiota liimoissa. PPG-polyolit voivat parantaa tarttuvuutta, "kylmäkovettuvia" ominaisuuksia, pehmeyttä ja prosessointia PTMEG-elastomeerien kanssa samalla, kun ne vähentävät raaka-ainekustannuksia.
Nämä polyolisekoitukset voivat luoda lisäarvoa polyuretaanisovelluksissa, kuten liimoissa, valetuissa polyuretaanielastomereissa, TPU:issa ja polyuretaanidispersiopinnoitteissa.