1. Analyse structurelle
Pour le composant du segment dur-du TPEE, des polyesters hautement cristallins-tels que le PBT ou le PET-peuvent être sélectionnés ; pour le composant du segment mou-, des polyéthers (par exemple, PTMG, PEG, PPG) ou des polyesters (par exemple, PCL, PGA, PLLA) peuvent être choisis. En fonction de la nature du segment souple, le TPEE est principalement classé en deux types : le TPEE de type polyéther- et le TPEE de type polyester-.
Selon la littérature disponible, le polyéther-type TPEE-illustré par des marques telles que Hytrel et Pelprene-P-est un copolymère séquencé composé de segments durs de polybutylène téréphtalate (PBT) hautement cristallins et de segments mous de polytétrahydrofurane éther glycol (PTMG). Le polyester-type TPEE-illustré par des marques telles que Pelprene-S et Arnitel-U-utilise également du PBT hautement cristallin pour ses segments durs, mais utilise de la polycaprolactone (PCL) pour ses segments mous.
L'influence de différentes structures de segments sur la réaction de copolymérisation séquencée et l'uniformité de la composition du polymère résultant provient principalement de la compatibilité des segments. La compatibilité relative des différentes structures de segments suit la séquence ci-dessous :
Lorsque les segments souples en polyéther sont identiques : PBT > PET ;
Lorsque les segments durs en polyester sont identiques : PEG > PTMG > PTMG-PPG > PPG.
Lorsque l'on compare les élastomères polyéther-esters avec des viscosités intrinsèques identiques, ceux qui utilisent le PBT comme segment dur et le PTMG comme segment souple présentent une résistance à la traction et une résistance à la déchirure supérieures à celles qui utilisent du PEG comme segment souple. De plus, en termes de stabilité hydrolytique, les polyéther-esters avec des segments souples en PTMG surpassent considérablement ceux avec des segments souples en PEG.
Par conséquent, la majorité des élastomères polyéther-esters produits commercialement utilisent du polytétrahydrofurane éther (PTMG) comme segment souple et du polytéréphtalate de butylène (PBT) comme segment dur.
2. Méthodes de synthèse
En nous appuyant sur la brève analyse structurelle présentée ci-dessus, nous pouvons maintenant procéder à une exposition plus détaillée des différentes méthodes de synthèse utilisées pour le TPEE. Actuellement, les principales méthodes de synthèse du TPEE comprennent la méthode du polyéther à terminaison hydroxyle - (comprenant les voies de transestérification et d'estérification directe), la méthode du polyéther à terminaison acétoxy - et la méthode d'échange de chaîne, entre autres [2]. (1) Méthode de transestérification
La méthode de transestérification implique l'utilisation du DMT (téréphtalate de diméthyle), de l'EG (éthylène glycol) ou du BG (butanediol) et du PTMG (éther de polytétrahydrofurane) comme matières premières, et la préparation du produit par des processus de polymérisation tels que des réactions de transestérification et une polycondensation en fusion.
(2) Méthode d'estérification directe
La méthode d'estérification directe implique la polycondensation en fusion directe de l'acide téréphtalique (PTA), du BG et du PTMG pour synthétiser le TPEE, éliminant ainsi l'étape de transestérification. Le PTA étant peu coûteux et facilement disponible, cette voie de synthèse suscite de plus en plus d’attention.
(3) Méthode polyéther à terminaison acétoxy-
Le polyéther à terminaison acétoxy-sert d'intermédiaire dans la polymérisation à ouverture de cycle-du tétrahydrofurane pour produire du polyéther à terminaison hydroxyle-. L'analyse infrarouge des fractions obtenues à différentes températures a confirmé que le polyéther à terminaison acétoxy- peut subir des réactions de transestérification avec le DMT.
En effectuant une réaction de transestérification entre le DMT et l'EG, puis en soumettant le produit résultant à une polycondensation en fusion avec un polyéther à terminaison acétoxy-, un copolymère multi-bloc de PET et de polytétraméthylène éther est synthétisé. Si la proportion de DMT dans le mélange réactionnel est augmentée, des copolymères séquencés avec une teneur plus élevée en segments durs peuvent être synthétisés.
(4) Méthode d'échange en chaîne
La méthode d'échange en chaîne exploite le principe selon lequel, pendant le processus de polycondensation en fusion, la constante de vitesse des réactions d'échange en chaîne est supérieure à celle des réactions de croissance en chaîne. Cette méthode utilise des -polymères préexistants comme matières premières, facilitant une réaction de transestérification entre le polyester et le polyéther-spécifiquement, en remplaçant les unités diol de faible-poids moléculaire-dans les chaînes de polyester par des unités diol de haut-poids moléculaire-.
