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厚德成 | 聚酯型TPU和聚醚型TPU的七大区别
分类 : 行业资讯 作者 : 厚德成TPU原材料供应 来源 : 发布时间 : 2025-07-25

TPU作为一种高性能材料,以其卓越的高张力、高拉力、强韧性和耐老化特性,成为众多领域的理想选择。TPU 的软质段可使用多种聚醇,大致分为聚醚系及聚酯系两种,即聚醚型 TPU 和聚酯型 TPU,二者在性能、应用等方面存在显著差异。下面为您详细介绍聚酯型 TPU 和聚醚型 TPU 的七大区别。

1. 生产原料及配方差异

聚醚型 TPU:主要原料为 4-4’— 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚四氢呋喃(PTMEG)、1,4— 丁二醇(BDO)。其中 MDI 用量约 40%,PTMEG 约占 40%,BDO 约占 20%。聚四氢呋喃作为软链段原料,赋予聚醚型 TPU 独特性能。
聚酯型 TPU:生产原料为 4-4’— 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4— 丁二醇(BDO)、己二酸(AA)。MDI 用量约 40%,AA 约占 35%,BDO 约占 25%。己二酸与丁二醇生成聚己二酸丁二醇酯作为软链段。

2. 分子质量分布及影响

聚醚型 TPU:相对分子质量分布遵循 Poisson 几率方程,分布较窄。软段为聚醚时,聚氨酯强度随聚醚二醇分子量增加而下降,但伸长率上升。因聚醚软段极性较弱,分子量增大,聚氨酯中硬段相对含量减小,强度降低。
聚酯型 TPU:聚酯二元醇相对分子质量分布服从 Flory 几率分布,分布较宽。软段为聚酯时,聚氨酯强度随聚酯二醇分子量增加而提高。聚酯型软段极性强,分子量大,结构规整性高,有利于改善强度。

3. 力学性能比较

聚醚型 TPU:低聚物多元醇组成的软段,使聚醚型 TPU 低温柔顺性能好,但力学强度相对较弱。
聚酯型 TPU:聚酯制成的聚氨酯含极性大的酯基,内部硬段间及软段与硬段极性基团能形成氢键,硬相均匀分布于软相中,起弹性交联点作用。室温下部分聚酯可形成软段结晶。因此,聚酯型 TPU 拉伸性能、挠曲性能、耐磨耗性优于聚醚型 TPU,拉伸强度、撕裂强度也更高。

4. 水解稳定性比较

聚醚型 TPU:聚醚多元醇结构中醚键内聚能低,耐水解性能优良。
聚酯型 TPU:聚酯易受水分子侵袭发生断裂,水解生成的酸催化进一步水解,耐水解性能较差。不过,聚酯型热塑性聚氨酯用碳化二亚胺保护后,耐水解性可提高。且随聚酯二醇原料中亚甲基数目增加、酯基含量减小,或采用长链二元酸合成聚酯,制得的聚酯型聚氨酯弹性体耐水性提高。

5. 耐微生物性比较

聚醚型 TPU:聚醚型软质或硬质热塑性聚氨酯通常不会受到微生物侵蚀。
聚酯型 TPU:聚酯型软质热塑性聚氨酯与潮湿土壤长时间接触,会被微生物侵蚀。

6. 价格比较

聚醚类聚氨酯弹性体价格比聚酯类高出很多,原因如下:
性能优势:聚醚类聚氨酯弹性体具备良好耐水解、耐低温、耐弯曲性能。
原料成本:构成 TPU 软段的聚醚类多元醇生产原料价格较高。
工艺复杂:聚醚类多元醇生产工艺比聚酯类多元醇复杂,反应过程中工艺条件难控制。
设备要求:生产聚醚类多元醇对生产设备要求高,生产过程需采取防护措施。

7. 加工过程的差异性比较

干燥:聚氨酯是极性聚合物,易吸湿。吸湿的 TPU 料粒熔融加工,会使制品表面不光滑、内部产生气泡、物性降低。聚酯易水解,同等条件下,聚酯类 TPU 比聚醚类 TPU 含水量高,干燥时需特别注意,严格控制烘干条件。
保压阶段:聚合物熔体注塑时受内部静压力和外部动压力联合作用。保压阶段,聚醚类 TPU 醚键内聚能低,键旋转位垒小,分子链紧密链段间作用小,压缩时分子链相对位移大,粘度变化范围大。且聚醚类 TPU 分子链更柔顺,永久性形变难形成,保压时间比聚酯类 TPU 长。
加工时间:一般情况下,聚酯类 TPU 分子质量比聚醚类 TPU 大,分子量增加使分子链段加长,流动阻力增大,加工成型所需时间更长。
加工温度:聚酯类 TPU 分子质量分布较宽,加工所需温度较高。聚醚类 TPU 氮氧键易断裂,加工温度相对较低。
压力:聚酯类 TPU 分子内聚能大,分子结构中氮氧键难断裂,加工需较高温度及压力。
冷却:聚酯类 TPU 内磨擦大,分子内聚能大,冷却恢复正常状态困难,冷却时间较长。
流动性:聚醚类 TPU 醚键内聚能低,键旋转位垒小,分子链柔顺,流动性好,聚酯类 TPU 流动性稍逊。

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