Elastómero de poliuretano: mezclas de polioles PTMEG y PPG

Las dos familias principales de poliéter polioles son los politetrametilen éter glicoles (PTMEG) y los polipropilenglicoles (PPG). PTMEG es el principal poliol utilizado en elastómeros de poliuretano de alto rendimiento. Los poliuretanos a base de PTMEG exhiben una resistencia superior a la escisión hidrolítica, buena retención de propiedades mecánicas a baja temperatura, alta resiliencia, buenas características de procesamiento y excelentes propiedades mecánicas y dinámicas. La cristalización inducida por deformación de los segmentos blandos de PTMEG, la difuncionalidad exacta y los bajos valores de acidez son factores que contribuyen a las buenas propiedades mecánicas de los elastómeros de poliuretano asociados. Los polioles PPG tienen una excelente resistencia a la hidrólisis y también propiedades a bajas temperaturas. Sin embargo, en comparación con los polioles PTMEG, los polioles PPG tienen propiedades mecánicas más bajas y son más propensos a la degradación termooxidativa.

Equilibrio del rendimiento del elastómero de poliuretano con mezclas de polioles PTMEG y PPG

La combinación de polioles PTMEG y PPG puede permitir la optimización de propiedades y costos en formulaciones de poliuretano a base de poliéter. Estas mezclas de polioles pueden crear valor en aplicaciones como adhesivos PUR, elastómeros de poliuretano fundido, poliuretanos termoplásticos y recubrimientos de dispersión de poliuretano. Las mejoras de rendimiento logradas al incorporar PTMEG en los polioles PPG incluyen propiedades de tracción, desgarro y rebote, rendimiento dinámico mejorado bajo carga cíclica y equilibrios de adherencia-cohesión más favorables. Los polioles PPG de menor costo pueden mejorar la adherencia, las características de "endurecimiento en frío" y la suavidad en los elastómeros PTMEG al mismo tiempo que equilibran los perfiles de costo-rendimiento. Los polioles PTMEG y PPG no son miscibles, por lo que los elastómeros de poliuretano carecerán de claridad.

Para comenzar a comprender la ciencia detrás del logro de optimizaciones del rendimiento, es valioso observar la ciencia que subyace a las diferencias entre los polioles PTMEG y los polioles PPG.

Polioles PTMEG frente a polioles PPG

Tanto los polioles PTMEG como los PPG son poliéteres que confieren buenas propiedades a bajas temperaturas y una excelente estabilidad hidrolítica a los elastómeros de poliuretano. Ambas clases de poliéter presentan Tg muy bajas en el segmento blando de los poliuretanos. La Tg del poliol PTMEG (Tg ~ 75 grados) es menor que la de los polioles PPG (~65 grados). Además, PTMEG tiene una estructura lineal uniforme, lo que le permite empaquetarse firmemente en un segmento blando de PUR y sufrir una cristalización inducida por tensión. La cristalización bajo tensión da como resultado un aumento significativo de las propiedades de tracción, con una reducción del alargamiento último. Los polioles PPG son estructuras más complejas con un grupo metilo colgante que interrumpe el empaquetamiento de la cadena y produce estructuras de segmentos blandos amorfos no cristalizables. Como resultado, los polioles PPG en un elastómero PUR no se "endurecen en frío", una característica beneficiosa.

Las estructuras químicas básicas y las rutas sintéticas de ambos poliéter polioles se muestran a continuación.

La siguiente tabla compara las características y propiedades clave de los polioles PTMEG y PPG.

La información de la tabla anterior proporciona una guía útil para formular mezclas de polioles para optimizar características de rendimiento específicas en un elastómero PUR.