La diferencia entre los tubos de poliuretano basados en éster y en éter

El tipo basado en éster y el tipo basado en éter son los dos tipos básicos de tubos de poliuretano, 

ambos con buena resistencia química y un excelente desempeño mecánico, como resistencia a la abrasión y a la rotura.

Debido a los diferentes polioles utilizados en la formulación, estos dos tipos de tubos de PU presentan propiedades distintas.

El tubo de poliuretano basado en éster tiene una excelente resistencia a la abrasión y a la tracción, además de un costo más bajo. 

En cambio, el tubo de poliuretano basado en éter tiene una baja absorción de agua, resistencia a la hidrólisis, resistencia a hongos, 

resistencia a bajas temperaturas y una efectiva resistencia a los rayos ultravioleta.

La desventaja del tipo basado en éter es que su costo de producción es más alto que el del tipo basado en éster.

¿Qué es el poliuretano basado en éster (poliéster)?

El poliuretano basado en éster se refiere al poliuretano cuyo poliol está principalmente compuesto por trimetilolpropano, 

glicol neopentílico, acetal de etileno, 1,3-butanodiol, y los ácidos dibásicos utilizados son el ácido adípico, anhídrido ftálico, 

ácido meta-ftálico, ácido tereftálico, entre otros. La mayoría de los tubos de TPU comunes pertenecen al tipo de poliuretano poliéster.

Principales características del poliuretano poliéster:

◆ Puede soportar temperaturas más altas
◆ Tiene una excelente resistencia a la abrasión y a la resistencia dieléctrica
◆ Mejor resistencia a los combustibles
◆ Buena resistencia química
◆ Costo más bajo

¿Qué es el poliuretano basado en éter?

El poliuretano basado en éter se define principalmente por el poliol utilizado en la preparación de materiales de poliuretano, es decir, 

el poliol utilizado para la preparación del poliuretano está completamente compuesto por polioles de tipo éter o ocupa la mayor parte del sistema. 

Fue desarrollado por la compañía NASA bajo el nombre de HEALHTMAN.

En la estructura molecular del poliol de éter, la energía cohesiva del enlace éter es baja y es fácil de rotar, 

por lo que el material de poliuretano producido a partir de él tiene una excelente flexibilidad a bajas temperaturas y una excelente resistencia a la hidrólisis.

Aunque las propiedades mecánicas no son tan buenas como las del poliuretano basado en poliéster, 

la viscosidad del sistema de materia prima es baja. Se mezcla fácilmente con isocianatos, 

aditivos y otros componentes, y tiene un excelente rendimiento de procesamiento.

Principales características del poliuretano basado en éter:

◆ Resistencia a bajas temperaturas
◆ Antifúngico
◆ Resistencia a la hidrólisis, baja absorción de agua, resistencia a la humedad
◆ No genera calor
◆ Resistente a los rayos UV y, por lo tanto, más resistente al envejecimiento
◆ Buena absorción de impactos
◆ Alta resiliencia
◆ Costo más alto

Aplicaciones del Poliuretano Poliester y Poliéter

El elastómero termoplástico común de poliéster y poliéter se utiliza ampliamente debido a su buena estabilidad, resistencia química, 

resiliencia, propiedades mecánicas, aislamiento térmico, aislamiento acústico, resistencia a los golpes y propiedades antivirales.

Aplicaciones del Poliuretano Basado en Poliéster:

El poliuretano poliéster se usa con frecuencia en materiales de embalaje, aislamiento acústico y filtración, así como en la industria de la construcción, 

automotriz, aislamiento térmico y la industria del calzado. 

El poliuretano basado en éster es comúnmente visto en los campos de productos domésticos, artículos de uso diario, transporte y electrodomésticos.

Aplicaciones del Poliuretano Basado en Poliéter:

Debido a sus propiedades antibacterianas, resistencia a la hidrólisis y buen rendimiento a bajas temperaturas, 

el poliuretano basado en éter es un excelente material para descompresión sensible a la temperatura.

El tejido interno está dispuesto en forma esférica y tiene una buena transpirabilidad. 

Normalmente, se utiliza en los campos de la medicina, la alimentación, la aviación y otros materiales industriales.

La diferencia entre el poliéster y el poliéter poliuretano en otros aspectos

Diferencias en las materias primas de procesamiento

Las principales materias primas para la producción y procesamiento de TPU basado en poliéter son 4,4'-difenilmetano diisocianato (MDI), 

politetrahidrofuran (PTMEG) y 1,4-butanodiol (BDO), de las cuales la demanda de MDI es aproximadamente 40%, PTMEG representa aproximadamente 40%, y BDO alrededor del 20%.

Las principales materias primas para la producción y procesamiento de TPU basado en poliéster son 4,4'-difenilmetano diisocianato (MDI), 1,4-butanodiol (BDO) y ácido adípico (AA).

De ellas, la demanda de MDI es aproximadamente 40%, AA representa alrededor del 35%, y BDO aproximadamente el 25%.

Distribución de la masa molecular e influencia

La distribución de la masa molecular relativa del poliéter es estrecha y sigue la expresión de probabilidad de Poisson, 

mientras que la distribución de la masa molecular relativa del poliéster diol es más amplia y sigue la probabilidad general de Flory.

Comparación de las propiedades mecánicas teóricas

El segmento blando está compuesto por oligómeros de polioles como el poliéter y el poliéster. 

Este segmento blando constituye la mayor parte del poliuretano, y las propiedades del poliuretano obtenido de diferentes polioles oligoméricos y diisocianatos son diferentes.

Los materiales de poliuretano elastómero y las espumas obtenidas con poliéster polar fuerte como segmentos blandos tienen muy buenas propiedades mecánicas.

Debido a que el poliuretano hecho de poliéster contiene un grupo éster altamente polar, 

no solo se pueden formar enlaces de hidrógeno entre los segmentos duros, sino que los grupos polares 

del segmento blando pueden interactuar parcialmente con los grupos polares del segmento duro, formando enlaces de hidrógeno. 

Esto permite que la fase dura se distribuya más uniformemente en la fase blanda, actuando como un punto de reticulación elástica.

A temperatura ambiente, algunos poliésteres pueden causar cristalización del segmento blando, lo que afecta el rendimiento del poliuretano.

La fuerza, resistencia al aceite y la estabilidad a la oxidación térmica del poliuretano basado en poliéster son más altas que las del tipo PPG de poliéter, 

pero la resistencia a la hidrólisis es peor que la del poliéster basado en poliéter.

Comparación de fiabilidad frente a la hidrólisis

Después de que el poliuretano basado en poliéster sea tratado con carbodiimida, la resistencia a la hidrólisis mejora significativamente. 

Tanto el poliuretano basado en poliéster como el poliéster tienen la mejor resistencia a la hidrólisis en climas de alta temperatura.

Los poliésteres son vulnerables al contenido de humedad y esto puede causar rupturas, además, el ácido generado por la hidrólisis puede catalizar una hidrólisis adicional de los poliésteres.

El tipo de poliéster tiene cierta influencia en las propiedades físicas y resistencia al agua del material elastómero.

Con el aumento del número de grupos metileno en la materia prima de poliéster diol, la resistencia al agua del material elastómero de poliuretano basado en poliéster mejorará. 

El contenido de grupos éster es más pequeño, por lo que su resistencia al agua también será mejor.

De manera similar, al usar poliéster sintetizado a partir de ácidos dibásicos de cadena larga, 

la resistencia al agua del elastómero de poliuretano obtenido será mejor que la del poliéster basado en ácidos dibásicos de cadena corta.

Comparación de la resistencia microbiana

El poliuretano termoplástico suave de poliéster en contacto con suelo húmedo durante un largo período de tiempo será erosionado por microorganismos, 

mientras que el poliuretano termoplástico suave o duro de poliéter generalmente no es susceptible a la erosión microbiana.

Comparación de costos de precios

En comparación con los materiales elastoméricos de poliuretano basado en poliéster, 

los materiales elastoméricos de poliuretano basado en poliéter tienen un costo mucho más alto. Las principales razones son:

◆ El material elastomérico de poliuretano basado en poliéter tiene una buena resistencia a la hidrólisis, resistencia a temperaturas extremadamente bajas y resistencia a la flexión.

◆ En comparación con el poliol de poliéster, el poliol de poliéter que constituye el segmento blando del TPU tiene un precio más alto de las materias primas para la producción y procesamiento.

◆ El proceso de producción del poliol de poliéter es mucho más complicado que el del poliol de poliéster.

◆ La especificación del proceso de producción de los polioles de poliéter durante el proceso de cambio químico es difícil de controlar.

◆ En la producción y procesamiento de polioles de poliéter, la demanda de equipos de producción es alta. Además, se deben seleccionar medidas de protección durante el proceso de producción.

Comparación del proceso de producción entre TPU basado en poliéster y poliéter

En el proceso de secado

Los poliuretanos, como los conocemos, son polímeros polares que absorben lentamente la humedad cuando se exponen al aire.

Los gránulos de TPU higroscópicos se funden y forman, y el agua se vaporiza a alta temperatura durante la producción, 

lo que hace que la superficie del producto no sea suave y se generen burbujas en su interior, reduciendo así las propiedades físicas.

Por lo tanto, para garantizar mejor el rendimiento del equipo y evitar burbujas causadas por la vaporación de la humedad durante el proceso de fusión y fabricación, 

generalmente es necesario secar los gránulos de TPU antes de la producción de TPU.

A través del análisis previo, sabemos que el poliéster es vulnerable al contenido de humedad y puede causar rupturas, 

y el ácido producido por la hidrólisis puede catalizar una hidrólisis adicional del poliéster.

Bajo las mismas condiciones, el contenido de agua en el poliuretano basado en poliéster es más alto que en el poliuretano basado en poliéter.

Por lo tanto, en el proceso de secado, se debe prestar muchísima más atención al secado completo del TPU basado en poliéster, 

y las condiciones de secado deben controlarse estrictamente en comparación con los poliéteres.

En la etapa de mantenimiento de presión

Durante el proceso de moldeo por inyección de la fusión del polímero, ya sea en la etapa de pre-moldeado o en la etapa de moldeo por inyección, 

la fusión debe soportar la acción combinada de la presión estática interna y la presión dinámica externa.

En la etapa de mantenimiento de presión, la fusión del polímero estará sujeta a una presión alta.

Bajo esta presión, el volumen libre entre los segmentos moleculares se comprimirá, 

y la proximidad de los segmentos macromoleculares fortalecerá la fuerza intermolecular, es decir, la viscosidad aumentará.

Además, debido a la baja energía de cohesión del enlace éter del poliéster de poliéter, la barrera rotacional del enlace es pequeña, 

lo que resulta en una interacción pequeña entre los segmentos compactos de la cadena molecular reforzada, 

de modo que el desplazamiento relativo de la cadena molecular será grande durante la compresión, 

lo que puede hacer que el rendimiento de viscosidad varíe dentro de un rango más amplio.

Por otro lado, dado que la cadena molecular del poliéster de poliéter es mucho más blanda que la del poliéster de poliéster, 

es difícil que se forme deformación permanente.

Por lo tanto, cuando se mantiene la presión durante el procesamiento del poliéster de poliéter, en comparación con el TPU de poliéster, 

el TPU de poliéster de poliéter requiere un tiempo de mantenimiento más largo.

En el tiempo de producción

En general, el aumento del peso molecular hace que la cadena molecular sea más larga, 

lo que ralentiza el movimiento del centro de gravedad de la cadena molecular y proporciona más oportunidades para que el desplazamiento relativo entre los segmentos se cancele.

La flexibilidad de la cadena molecular larga aumenta, aumentan los puntos de entrelazamiento y la cadena es difícil de desprender y deslizarse. 

Esto aumenta la resistencia del proceso de flujo, y el tiempo y la energía necesarios también aumentan, mostrando la sensibilidad de la viscosidad al corte.

Bajo condiciones normales, el TPU de poliéster tiene un peso molecular mayor que el TPU de poliéster de poliéter, por lo que se necesita más tiempo para producir y moldear.

En la temperatura de procesamiento

En general, el poliéster basado en poliuretano tiene una distribución de masa molecular más amplia que el poliéter basado en poliuretano, 

por lo que la temperatura requerida en el proceso de producción también es más alta.

Dado que el enlace nitrógeno-oxígeno del TPU de poliéster de poliéter se rompe con mucha facilidad, se puede procesar y producir a una temperatura relativamente baja.

Sobre la presión

Debido a la alta energía de cohesión molecular del TPU de poliéster, el enlace nitrógeno-oxígeno en su estructura molecular es difícil de romper, 

por lo que su producción y fabricación también requieren alta presión para dañar su enlace molecular.

Sobre la refrigeración

Debido a la gran fricción interna del TPU de poliéster y la gran energía cohesiva de su fórmula molecular, 

es difícil enfriarlo incluso si regresa a su estado normal, por lo que necesita un tiempo de enfriamiento más largo que el TPU de poliéster de poliéter.

Sobre la fluidez

Debido a la baja energía cohesiva del enlace éter del TPU de poliéster de poliéter, la barrera rotacional del enlace es pequeña.

Con el aumento de la masa molecular relativa del poliéster de poliéter, la cadena se vuelve más flexible, 

y su cadena molecular tiene un alto grado de flexibilidad, por lo que muestra un muy buen rendimiento en fluidez, mientras que el TPU de poliéster es menos fluido.

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