Quelles sont les différences dans les principes de réaction et les résultats entre le polyuréthane à base de polyester et le polyuréthane à base de polyéther ?

1. Principes de réaction

Le polyuréthane à base de polyester est obtenu par la réaction du polyester et de l'isocyanate. Le polyester est synthétisé par une réaction de condensation d'acides polyfonctionnels (tels que l'acide adipique, l'acide phtalique, l'acide succinique, etc.) et de polyols (tels que l'éthylène glycol, le propylène glycol, le triméthylolpropane, etc.). Le polyester peut être divisé en polyester hydroxyle et polyester carboxyle. La mousse de polyuréthane est fabriquée à partir de polyester hydroxyle avec un excès de polyols.

Polyester hydroxyle (excès de polyol) : 2OH-R-OH + HOOC-R'-COOH → HO-R-OCO-R'-COO-R-OH

Polyester carboxylique (excès de polyacide) : OH-R-OH + 2HOOC-R'-COOH → HOOC-R'-COO-R-OCO-R'-COOH

Le polyuréthane à base de polyéther est obtenu par la réaction de polyéther polyols et d'isocyanate. Les polyéther polyols sont obtenus par polymérisation par ouverture de cycle de composés oxiranes (tels que l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène) à l'aide d'initiateurs contenant de l'hydrogène actif (tels que des alcools, des amines).

Polyols de polyéther : R-OH + nPO → R-(-O-CH-CH3-CH2-O)n-H

Les deux types de polyuréthanes sont finalement formés par la réaction de groupes hydroxyles avec des isocyanates pour produire des groupes uréthane.:

R-NCO + R'-OH → RNHCOOR'

Ainsi, la principale différence dans le mécanisme de réaction entre les deux types de polyuréthane réside dans le fait que la chaîne moléculaire du segment mou contient principalement des liaisons ester (-COO-) ou des liaisons éther (-C-O-C-).

2. Résultats de la réaction

Le polyuréthane à base de polyester présente une résistance mécanique élevée, une bonne résistance à l'huile et une bonne résistance à la chaleur. Par conséquent, il est principalement utilisé dans les semelles de chaussures en mousse microporeuse, les élastomères, les revêtements et le cuir synthétique. Cependant, en raison de la présence de liaisons ester (doubles liaisons insaturées), le polyuréthane à base de polyester n'est pas aussi stable en termes de résistance à l'hydrolyse, de résistance aux basses températures, de résistance à l'oxydation, de résistance aux acides et de résistance aux alcalis que le polyuréthane à base de polyéther.

3. Tendances de développement

En raison de la viscosité élevée des polyester-polyols, de leur faible compatibilité avec d'autres composants et de leurs difficultés de construction, associées aux coûts élevés des matières premières, leur application dans le domaine des polyuréthanes est limitée. D'autre part, le polyuréthane à base de polyéther a une large gamme d'applications, principalement dans les mousses plastiques synthétiques.

Ces dernières années, pour améliorer l'aptitude au traitement des polyester-polyols, des composés d'oxirane (tels que PO/EO) ont été introduits dans les molécules de polyester-polyol. Il en résulte des chaînes moléculaires à segments mous qui contiennent à la fois des liaisons ester (-COO-) et des liaisons éther (-C-O-C-). Les polyuréthanes fabriqués à partir de ces nouveaux polyols présentent les caractéristiques des polyuréthanes à base de polyester et de polyéther.