コーティング、接着剤、シーラント、エラストマー (CASE) の配合者、およびフォームや弾性繊維用途のメーカーは、製品性能の仕様を満たすために多様なポリオール ファミリを利用しています。これらのポリオールには、ポリテトラメチレン エーテル グリコール (PTMEG)、ポリプロピレン グリコール (PPG)、アジピン酸塩およびフタレート ベースのポリエステル、ポリカプロラクトン ポリオール、およびポリカーボネート ポリオールが含まれます。
特定の配合に最適なポリオールを選択することが、高品質の製品を製造するか、低パフォーマンスの製品を製造するかの違いとなる可能性があります。適切な材料選択の鍵は、各ポリオールの化学特性に固有の特性、つまり Ganrade チームの特徴であるビジネス インテリジェンスのレベルをよく理解することです。 PTMEG は、高性能ポリウレタン エラストマーに使用される最高のポリオールです。 PTMEG ベースのポリウレタンは、加水分解に対する優れた耐性、低温での良好な機械的特性の保持、高い弾性、良好な加工特性、優れた機械的特性および動的特性で知られています。
CASE 用途向けのポリオールの性能特性
PTMEG ソフト セグメントのひずみ誘起結晶化、正確な二官能性、および低い酸価はすべて、関連するポリウレタン エラストマーの優れた機械的特性に寄与する要因です。これらの要因により、PTMEG はホイール、ベルト、タイヤ、チューブ、耐摩耗性表面、その他多くの製品を専門とする加工業者にとって最適な材料となっています。
ポリエステル系ポリウレタンと比較して、PPG ポリエーテルポリオールは優れた耐加水分解性と低温特性も示します。ただし、PTMEG ポリオールやポリエステル ポリオールと比較すると、PPG ポリオールは機械的特性が劣っており、熱酸化劣化しやすいです。
PPG ポリオールとは対照的に、ポリエステル ポリオールは、引張強度、引裂強度、耐屈曲疲労性などの優れた機械的特性を備えています。ポリエステルポリオールはジカルボン酸とジオールの反応生成物であり、ポリエステルセグメントは結晶性または非晶質の場合があります。これらのポリエステルは、油、グリース、溶剤、酸化に対する耐性がより優れています。
ポリカプロラクトン ポリオールは、より低い溶融粘度、より狭い分子量分布、および加水分解安定性を向上させる低い酸価を示します。ポリカーボネートポリオールは、ポリエステルポリオールに比べて優れた耐熱性および耐湿性を特徴とします。
対応するウレタンエラストマーの性能
ポリエーテルおよびポリエステル ポリオールは、加水分解安定性、耐薬品性など、ポリウレタンに特有のさまざまな性能特性も示します。
加水分解安定性
ポリエーテルベースのポリウレタンは、高温でも優れた耐加水分解性を示します。これらのポリウレタンは、水への浸漬を伴う用途や、高温多湿の環境で良好な特性保持が必要な用途に適した材料です。
ポリエステルは初期の引張抵抗と引裂抵抗がより優れていますが、加水分解による切断を受けやすいです。さらに、残留エステル化触媒の存在により加水分解が促進される可能性があります。
ポリカプロラクトン ポリオールおよびポリカーボネート ポリオールは、酸レベルが低く、加水分解中に酸部分を生成する傾向が低いため、標準的なアジペートおよびフタレート ポリエステルよりも加水分解に対して安定しています。
耐薬品性
ポリエステルベースのポリウレタン、特に半結晶性ポリオールベースのポリウレタンは、特定の種類の化学物質に対してより耐性があります。ポリエステルベースのポリウレタンは、製品が油、燃料、炭化水素溶剤にさらされるのを防ぐのに役立ちます。
湿気、弱酸および弱塩基に対する耐性が重要な場合、ポリエーテルベースのポリウレタンが用途に非常に適しています。
低温および熱性能
ポリエーテルはガラス転移温度 (Tg) が低く、低温での柔軟性と耐衝撃性をよりよく保持します。一方、ポリエステルは、高温におけるより優れた熱酸化安定性と特性保持性を示します。
回復力
ポリエーテルベースのポリウレタンは、一般に、ポリエステルベースのポリウレタンと比較して、より高い反発力 (復元力) を示します。
動的および機械的特性
より高い引張強度と耐切断性および引裂き性を備えた製品が必要な用途では、ポリエステルが好ましいポリオールです。ポリエーテルはヒステリシスや熱の蓄積が低いため、ホイール、キャスター、ローラーなどの動的用途に適した材料です。
耐摩耗性
摩耗摩耗は、ほとんどの場合、滑り摩耗と衝突摩耗の組み合わせの結果です。ウレタン エラストマーの摩耗性能にはさまざまな要因が影響を与える可能性があるため、材料の使用性能を正確に予測するために設計された摩耗試験が数多くあります。したがって、実際の最終用途に最もよく対応する適切な摩耗試験を選択することは、非常に困難な場合があります。
ポリエーテルベースのポリウレタンは、その高い弾性により、衝突摩耗が主な摩耗形態である用途においてより優れた性能を提供します。この性能のダイナミックさは、PTMEG ベースのエラストマーに特に当てはまります。
一般的に、ポリエステルベースのポリウレタン材料の高い引張抵抗と引裂抵抗は、滑りが主な摩耗形態である用途において利点をもたらします。
材料が機能すると予想される環境も考慮する必要があります。たとえば、エステルベースのポリウレタンの表面で加水分解が起こる可能性があると、長期的な耐摩耗性に悪影響を及ぼします。
加工特性
PTMEG ポリオールは、加工のためのいくつかの重要な特性を示す正確な二官能性第一ジオールです。 PTMEG ポリオールは非常に低い酸性度を示します。 PTMEG 650 などの低分子量グレードの融点は室温未満で測定されます。高分子量グレードは室温よりわずかに高い温度で融解し、分子量分布が狭いため粘度が低くなります。さらに、PTMEG ポリオールはポリウレタン製造の一貫性を促進します。
PPG ポリオールは正確な二官能性ではなく、一定レベルの単官能性を含んでいます。また、反応性が低い第二級ヒドロキシル部分も持っています。したがって、分子量分布と粘度は PTMEG ベースのポリウレタンよりも高く、達成される分子量は一般に低くなります。
最後に、ポリエステル ポリオールは融点が高く、酸性度が高いため、触媒の反応性に影響します。これらのポリオールは、幅広い分子量分布と粘度を示します。