PTMEG o szerszym MWD mają wyższe frakcje zarówno cząsteczek diolu o niskim MW, jak i łańcuchów o wysokim MW w porównaniu z poliolami PPG o wąskim MWD. Krótkołańcuchowa frakcja diolowa w PTMEG może stać się częścią segmentu twardego bloku, zwiększając w ten sposób stężenie twardej fazy i znacznie zwiększając moduł i twardość elastomeru. Wzrost objętości fazy twardej powoduje dodatkowe ograniczenia ruchliwości miękkich segmentów, zmniejszając w ten sposób szybkość i zakres krystalizacji PTMEG na zimno i pod wpływem naprężenia. Stosowanie PTMEG 1000 (w porównaniu z PTMEG 2000) skutkowałoby większym udziałem związków diolu o niskiej masie cząsteczkowej w segmencie twardym, a zatem miałoby większy wpływ na tłumienie krystalizacji mieszanki.
Frakcja o wysokiej masie cząsteczkowej związana z szerokim MWD prowadzi do zwiększenia właściwości sprężystych i odbicia oraz poprawy rozdziału faz w elastomerze PUR. Odpowiednio, dodatek PTMEG do poliolu PPG zwiększa twardość, właściwości rozciągające oraz sprężystość i właściwości odbicia powiązanego elastomeru PUR. Dodatek polioli PPG do mieszanki skutkuje niższą Durometrem i bardziej miękkimi elastomerami poliuretanowymi. Poliole PPG powodują rozcieńczenie frakcji diolowej o niskiej masie cząsteczkowej poliolu PTMEG ze zmniejszeniem stężenia twardego bloku.
Mieszanki polioli polieterowych w zastosowaniach klejących
Równowaga sił przyczepności, przyczepności i kohezji to podstawowe elementy przy projektowaniu klejów. W przypadku klejów wrażliwych na nacisk (PSA) kleistość, wytrzymałość na ścinanie i wytrzymałość na odrywanie są dodatkowymi właściwościami kontrolującymi. Chociaż do optymalizacji właściwości adhezyjnych TPU wykorzystuje się dobór stosowanego poliolu oraz stosunek twardego bloku do miękkiego bloku, zmieszanie PTMEG z poliolami PPG zapewnia inny wymiar projektowania klejów.
Zasady przedstawione powyżej pomagają w doborze proporcji mieszanki polioli w celu optymalizacji wymaganych właściwości klejących. Z powodów podanych powyżej, PTMEG, który ulega krystalizacji, wykazuje większą przyczepność i właściwości kohezyjne w PUR. Poliole PPG zwiększają przyczepność i przyczepność do powierzchni hydrofobowych oraz poprawiają właściwości użytkowe, takie jak lepkość. Zmiana proporcji polioli PTMEG i PPG w mieszankach umożliwia optymalizację właściwości klejących w celu spełnienia różnych kryteriów wydajności. W jednym badaniu uzyskano doskonałe połączenie właściwości kleistości, ścinania i odrywania w PSA wytwarzanym z mieszanki polioli PTMEG i PPG w proporcjach 50:50.2
Mieszanki polioli w odlewanych elastomerach PUR
Po odlaniu za jednym razem elastomerów poliuretanowych reaktywność i szybkość utwardzania/czas rozformowania w układzie poliol/MDI/BDO są znacznie krótsze w przypadku poliolu PTMEG w porównaniu z poliolem PPG. Odzwierciedla to 100% pierwszorzędowej dwufunkcyjności hydroksylowej w PTMEG. Poliole PPG wytworzone z konwencjonalnym katalizatorem KOH zawierają 3-4 procent molowych stężeń mono-hydroksy (drugi koniec to nienasycenie allilowe) i drugorzędową grupę funkcyjną hydroksylową o niższej reaktywności. Praktycznie wszystkie końcowe właściwości elastomeru poprawiają się po dodaniu PTMEG w mieszance z poliolem PPG. Obejmuje to twardość, wytrzymałość na rozciąganie i rozdzieranie, sprężystość i właściwości odbicia, odporność na ścieranie, rozciąganie i ściskanie. Z tymi ulepszeniami wiąże się wiele czynników: 1) ogólnie lepsze właściwości mechaniczne liniowej struktury PTMEG, 2) krystalizacja wywołana naprężeniem przy wysokich poziomach PTMEG, 3) mniej końców łańcuchów ze względu na wysoką funkcyjność 2,0 diolu PTMEG, oraz 4) możliwy do osiągnięcia wzrost całkowitego MW polimeru. Z tych powodów poliole PPG wytwarzane w procesie KOH są częściej stosowane w piankach poliuretanowych, a rzadziej w elastomerach odlewanych i TPU. Katalizatory z podwójnym cyjankiem metalu (DMC) wytwarzają poliole PPG o wysokiej dwufunkcyjności i niskiej zawartości mononienasyceń. Katalizatory DMC stosuje się w przypadku polioli PPG o wysokiej masie cząsteczkowej i elastomerów.
Badania wykazały, że zaledwie 10-20 procent wagowych poliolu PPG w PTMEG zaczyna wpływać na krystalizację naprężeniową polioli PTMEG, z towarzyszącym wzrostem wydłużenia końcowego.3
Mieszanki polioli w TPU i elastomerach odlewanych prepolimerowo
W przypadku prepolimerów i TPU niska lepkość polioli PPG może zapewnić korzyści w zakresie przetwarzania. Jeśli chodzi o właściwości mechaniczne, te same trendy, które omówiono w przypadku elastomerów lanych, dotyczą systemów na bazie prepolimerów i TPU. Ogólną wielkość różnic właściwości można zniwelować stosując mieszanki polioli PTMEG i PPG w elastomerowych poliuretanach.
Podsumowanie elastomeru poliuretanowego
Mieszanie polioli PTMEG i PPG umożliwia optymalizację właściwości i kosztów preparatów polieterowo-poliuretanowych. Dodatek PTMEG do polioli PPG poprawia właściwości rozciągania, rozdzierania i odbicia/sprężystości, właściwości dynamiczne oraz przyczepność i kohezję w klejach. Poliole PPG mogą poprawiać kleistość, właściwości „utwardzania na zimno”, miękkość i przetwarzanie elastomerów PTMEG, jednocześnie zmniejszając koszty surowców.
Te mieszanki polioli mogą stanowić wartość w zastosowaniach poliuretanowych, takich jak kleje, odlewane elastomery poliuretanowe, TPU i poliuretanowe powłoki dyspersyjne.