Los PTMEG con una MWD más amplia tienen fracciones más altas tanto de moléculas de diol de bajo MW como de cadenas de alto MW en comparación con los polioles PPG de MWD estrecho. La fracción de diol de cadena corta en PTMEG puede convertirse en parte del segmento de bloque duro, aumentando así la concentración de la fase dura y aumentando significativamente el módulo y la dureza del elastómero. Un aumento en el volumen de la fase dura genera restricciones adicionales en la movilidad de los segmentos blandos, reduciendo así la velocidad y el alcance de la cristalización del PTMEG inducida por frío y estrés. El uso de PTMEG 1000 (frente a PTMEG 2000) daría como resultado una mayor fracción de especies de diol de bajo MW que contribuyen al segmento duro y, por lo tanto, tendría un mayor impacto en la supresión de la cristalización de la mezcla.
La fracción de alto peso molecular asociada con una MWD amplia conduce a un aumento de las propiedades de resiliencia y rebote y a una mejora en la separación de fases dentro del elastómero PUR. En consecuencia, la adición de PTMEG a un poliol PPG mejora la dureza, las propiedades de tracción y las propiedades de resiliencia y rebote del elastómero PUR asociado. La adición de polioles PPG a una mezcla da como resultado elastómeros de poliuretano más suaves y de durómetro más bajo. Los polioles PPG dan como resultado una dilución en la fracción de diol de bajo PM del poliol PTMEG con una reducción en la concentración de bloque duro.
Mezclas de poliéter poliol en aplicaciones adhesivas
El equilibrio entre las fuerzas de pegajosidad, adhesión y cohesión son elementos centrales en el diseño de adhesivos. En los adhesivos sensibles a la presión (PSA), la pegajosidad, la resistencia al corte y la resistencia al pelado son propiedades de control adicionales. Si bien la selección del poliol empleado y la relación entre bloque duro y bloque blando se utilizan para optimizar las propiedades adhesivas de un TPU, la combinación de PTMEG con polioles PPG proporciona otra dimensión al diseño de adhesivos.
Los principios establecidos anteriormente ayudan a guiar la selección de proporciones de mezcla de polioles para optimizar las propiedades adhesivas requeridas. Por las razones citadas anteriormente, el PTMEG, que es cristalizable, muestra mayores características de adhesión y cohesión en un PUR. Los polioles PPG mejoran la pegajosidad y la adhesión a superficies hidrofóbicas y mejoran las características de manejo como la viscosidad. La modificación de la proporción de polioles PTMEG y PPG en mezclas permite optimizar las propiedades adhesivas para cumplir con diversos criterios de rendimiento. En un estudio, se obtuvieron excelentes combinaciones de propiedades de pegajosidad, cizallamiento y pelado en un PSA producido a partir de una mezcla 50:50 de polioles PTMEG y PPG.2
Mezclas de polioles en elastómeros PUR fundidos
En los elastómeros de poliuretano moldeados en una sola inyección, la reactividad y las tasas de curado/tiempos de desmoldeo en un sistema de poliol/MDI/BDO son mucho más rápidas con un poliol PTMEG que con un poliol PPG. Esto refleja la difuncionalidad de hidroxi primario del 100 % en un PTMEG. Los polioles PPG elaborados con un catalizador de KOH convencional contienen 3-4 porcentaje molar de concentraciones de monohidroxi (el otro extremo es la insaturación alílica) y una funcionalidad hidroxilo secundaria de menor reactividad. Prácticamente todas las propiedades finales del elastómero mejoran con la adición de PTMEG en una mezcla con un poliol PPG. Esto incluye dureza, resistencia a la tracción y al desgarro, propiedades de resiliencia y rebote, abrasión, tracción y compresión. Hay múltiples factores asociados con estas mejoras: 1) las propiedades mecánicas superiores generales de la estructura lineal de PTMEG, 2) cristalización inducida por estrés a altos niveles de PTMEG, 3) menos extremos de cadena debido a la alta funcionalidad 2.0 del diol de PTMEG, y 4) un aumento en el PM global del polímero alcanzable. Por estas razones, los polioles PPG producidos mediante el proceso KOH se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de espuma de poliuretano y menos en elastómeros de fundición y TPU. Los catalizadores de cianuro metálico doble (DMC) producen polioles PPG con alta difuncionalidad y bajos contenidos de monoinsaturación. Los catalizadores DMC se utilizan para polioles PPG de alto PM y grado elastómero.
Los estudios han informado que tan solo un 10-20 por ciento en peso de un poliol PPG en PTMEG comienza a afectar la cristalización bajo tensión de los polioles de PTMEG, con un aumento asociado en los alargamientos finales.3
Mezclas de polioles en TPU y elastómeros fundidos de prepolímeros
En prepolímeros y TPU, la baja viscosidad de los polioles PPG puede ofrecer ventajas de procesamiento. Con respecto a las propiedades mecánicas, las mismas tendencias comentadas para los elastómeros fundidos se aplican a los sistemas basados en prepolímeros y a los TPU. La magnitud general de las diferencias de propiedades se puede salvar utilizando mezclas de polioles PTMEG y PPG en poliuretanos elastoméricos.
Resumen de elastómero de poliuretano
La combinación de polioles PTMEG y PPG permite optimizar las propiedades y los costos en formulaciones de poliéter poliuretano. La adición de PTMEG a los polioles PPG mejora las propiedades de tracción, desgarro y rebote/resiliencia, las propiedades dinámicas y la adhesión-cohesión en los adhesivos. Los polioles PPG pueden mejorar la pegajosidad, las características de "endurecimiento en frío", la suavidad y el procesamiento en elastómeros PTMEG, al tiempo que reducen los costos de materia prima.
Estas mezclas de polioles pueden crear valor en aplicaciones de poliuretano, como adhesivos, elastómeros de poliuretano fundido, TPU y recubrimientos de dispersión de poliuretano.