1. Rakenneanalyysi
TPEE:n kovan -segmentin komponentille voidaan valita erittäin kiteiset polyesterit,-kuten PBT tai PET{2}}; pehmeän -segmentin komponentiksi voidaan valita polyeetterit (esim. PTMG, PEG, PPG) tai polyesterit (esim. PCL, PGA, PLLA). Pehmeän segmentin luonteen perusteella TPEE luokitellaan ensisijaisesti kahteen tyyppiin: polyeetteri-tyypin TPEE ja polyesteri-tyyppinen TPEE.
Saatavilla olevan kirjallisuuden mukaan polyeetteri-tyyppinen TPEE-, josta esimerkkinä ovat esimerkiksi Hytrel ja Pelprene-P-, on lohkokopolymeeri, joka koostuu erittäin kiteisistä polybuteenitereftalaatti (PBT) -kovista segmenteistä ja polytetrahydrofuraanieetteriglykolin (PTMG) pehmeistä segmenteistä. Polyesteri-tyyppinen TPEE-, joista esimerkkinä ovat esimerkiksi Pelprene-S ja Arnitel-U-, käyttää myös erittäin kiteistä PBT:tä kovissa segmenteissään, mutta polykaprolaktonia (PCL) pehmeissä segmenteissään.
Erilaisten segmenttirakenteiden vaikutus lohkokopolymerointireaktioon ja tuloksena olevan polymeerin koostumuksen yhtenäisyyteen johtuu ensisijaisesti segmenttien yhteensopivuudesta. Eri segmenttirakenteiden suhteellinen yhteensopivuus seuraa alla olevaa järjestystä:
Kun pehmeät polyeetterisegmentit ovat identtisiä: PBT > PET;
Kun polyesterin kovat segmentit ovat identtisiä: PEG > PTMG > PTMG-PPG > PPG.
Kun verrataan polyeetteri-esterielastomeereja, joilla on identtinen rajaviskositeetti, PBT:tä kovana segmenttinä ja PTMG:tä pehmeänä segmenttinä käyttävillä on parempi vetolujuus ja repäisylujuus verrattuna niihin, joissa käytetään PEG:tä pehmeänä segmenttinä. Lisäksi PTMG-pehmeitä segmenttejä sisältävät polyeetteri-esterit ovat hydrolyyttisen stabiiliuden suhteen huomattavasti parempia kuin PEG-pehmeitä segmenttejä sisältävät esterit.
Näin ollen suurin osa kaupallisesti tuotetuista polyeetteri-esterielastomeereistä käyttää polytetrahydrofuraanieetteriä (PTMG) pehmeänä segmenttinä ja polybuteenitereftalaattia (PBT) kovana segmenttinä.
2. Synteesimenetelmät
Edellä esitetyn lyhyen rakenneanalyysin pohjalta voimme nyt edetä yksityiskohtaisemman esityksen TPEE:lle käytetyistä erilaisista synteesimenetelmistä. Tällä hetkellä TPEE:n ensisijaiset synteesimenetelmät sisältävät muun muassa hydroksyyli-päätetyn polyeetterimenetelmän (joka sisältää transesteröinnin ja suorat esteröintireitit), asetoksi-päätetyn polyeetterimenetelmän ja ketjunvaihtomenetelmän [2]. (1) Transesteröintimenetelmä
Transesteröintimenetelmä sisältää DMT:n (dimetyylitereftalaatti), EG:n (etyleeniglykolin) tai BG:n (butaanidiolin) ja PTMG:n (polytetrahydrofuraanieetteri) käyttämisen raaka-aineina ja tuotteen valmistamisen polymerointiprosesseilla, kuten vaihtoesteröintireaktioilla ja sulapolykondensaatiolla.
(2) Suora esteröintimenetelmä
Suora esteröintimenetelmä sisältää tereftaalihapon (PTA), BG:n ja PTMG:n suoran sulapolykondensoinnin TPEE:n syntetisoimiseksi, mikä eliminoi transesteröintivaiheen. Koska PTA on halpa ja helposti saatavilla, tämä synteettinen reitti on saanut yhä enemmän huomiota.
(3) Asetoksi-päätetty polyeetterimenetelmä
Asetoksi-päätteinen polyeetteri toimii välituotteena tetrahydrofuraanin rengas-avaavassa polymeroinnissa hydroksyyli-päätteisen polyeetterin tuottamiseksi. Eri lämpötiloissa saatujen fraktioiden infrapuna-analyysi on vahvistanut, että asetoksi-päätteinen polyeetteri voi käydä läpi vaihtoesteröintireaktiot DMT:n kanssa.
Suorittamalla transesteröintireaktio DMT:n ja EG:n välillä ja saattamalla tuloksena oleva tuote sen jälkeen sulapolykondensaatioon asetoksi-päätetyn polyeetterin kanssa, syntetisoidaan PET:n ja polytetrametyleenieetterin moni--lohkokopolymeeri. Jos DMT:n osuutta reaktioseoksessa lisätään, voidaan syntetisoida lohkokopolymeerejä, joissa on suurempi kovien segmenttien pitoisuus.
(4) Ketjunvaihtomenetelmä
Ketjunvaihtomenetelmä hyödyntää periaatetta, että sulapolykondensaatioprosessin aikana ketjunvaihtoreaktioiden nopeusvakio on suurempi kuin ketjun kasvureaktioiden. Tässä menetelmässä käytetään lähtöaineina olemassa olevia polymeerejä, mikä helpottaa polyesterin ja polyeetterin välistä transesteröintireaktiota, erityisesti korvaamalla polyesteriketjujen pieni-molekyylipainoiset-dioliyksiköt korkean-molekyylipainon{6}}dioliyksiköillä.
