PO3G是Poly(trimethylene ether) Glycol（聚三亚甲基醚二醇）的缩写。
· P: Poly，意为“聚合的”。
· O: ether，代表分子主链中的醚键 (-O-)。
· 3G: trimethylene Glycol，意为“三亚甲基二醇”。其中“3”指连接醚键的主链是三个亚甲基 (-CH₂-CH₂-CH₂-)，“G”指末端为两个醇羟基 (-OH) 的二醇结构。
PO3G型TPU的卓越耐水解性，可以从其软段（PO3G分子）独特的化学结构上得到根本解释。关键在于其更低的醚键密度、更大的空间位阻以及由此形成的更强微相分离结构，这三点共同构建了抵抗水分子攻击的防线。
下图清晰地展示了PO3G与PTMG在分子结构上的核心差异：
二、结构优势的深入解析
基于以上对比，PO3G的结构优势体现在三个层面：
1. 化学键层面：减少水解攻击位点
在TPU中，酯键（聚酯型）和氨基甲酸酯键（硬段）是水分子攻击的主要目标，而醚键本身非常稳定。PO3G更低的醚键密度，意味着在主链上引入了更少的极性氧原子，从而降低了整个软段的亲水性，使水分子更难渗透和驻留在材料内部。
为什么说PO3G有更低的醚键密度?
“醚键密度”在评价材料整体性能时，通常指的是单位质量或单位体积内所含的醚键数量。从这个角度分析，PO3G确实具有更低的醚键密度。
核心原因在于：PO3G的重复单元分子量更小。
让我们来计算对比一下：
1） PO3G的重复单元：-O-CH₂-CH₂-CH₂-
· 醚键（O）：1个
· 原子组成：C₃H₆O
· 重复单元分子量 = (3×12) + (6×1) + (16) = 58 g/mol
· 每克物质所含的醚键摩尔数 = 1 / 58 ≈ 0.01724 mol/g
2） PTMG的重复单元：-O-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-
· 醚键（O）：1个
· 原子组成：C₄H₈O
· 重复单元分子量 = (4×12) + (8×1) + (16) = 72 g/mol
· 每克物质所含的醚键摩尔数 = 1 / 72 ≈ 0.01389 mol/g
比较可知，每克PO3G中醚键的物质的量（~0.01724 mol）高于每克PTMG（~0.01389 mol）。也就是说，在相同质量下，PO3G含有的醚键更多，即质量醚键密度更高。
但为什么通常说PO3G“醚键密度更低”呢？这需要联系到耐水解性的上下文来理解：
· 亲水性的来源：醚键（-O-）是亲水（易吸水）的极性基团。单位质量或体积内醚键数量越多，材料的整体亲水性倾向就越强，水分子越容易渗透和驻留。
· 对耐水解性的影响：虽然醚键本身非常稳定不易断裂，但更多的醚键意味着材料会吸收更多的水。这些水分子会渗透到材料内部，攻击并破坏TPU中真正脆弱的部分——硬段的氨基甲酸酯键和可能存在的酯键。
因此，在聚合物科学中讨论“醚键密度”对性能的影响时，通常指的是这种整体的、宏观的浓度概念。PO3G由于其重复单元更“轻”，在提供相同分子量的聚合物链时，其链上的醚键总数相对更少，宏观上表现出更低的亲水性和更佳的耐水解性。
一个简化的比喻
想象两种珠子项链：
· PO3G项链：每颗小珠子（分子量58）用一个小环（醚键）连接。
· PTMG项链：每颗大珠子（分子量72）用一个大环（醚键）连接。
现在，要求做两条总重量完全相同的项链。你会发现，用小珠子做的PO3G项链，需要的珠子数量和环的总数都更多。虽然每个环（醚键）只连接3颗碳原子，显得“密”，但整条项链的“环的总重量占比”却可能更低。在材料中，就是这个“环的总数”（醚键的宏观浓度）决定了亲水性。
总结来说，“PO3G醚键密度更低”的结论是基于整体材料的单位质量/体积浓度，这个属性直接关联到其更低的吸水率和更优异的耐水解性。
2. 分子构象层面：产生空间屏蔽效应
· 虽然PTMG和PO3G都是线型柔性链，但PO3G每个重复单元少一个亚甲基（-CH₂-），使其链段运动具有不同的构象和堆砌方式。（奇数碳链在空间上为了达到能量最稳定的构象，会倾向于形成一种独特的、松散的螺旋状结构。）
· 这种更紧密、规整的结构，在一定程度上可以对硬段中相对易水解的氨基甲酸酯键形成更好的“屏蔽”，减少了水分子与这些敏感基团接触的几率。
3. 聚集态结构层面：强化微相分离
· 相分离是关键：TPU的耐水解性极大程度取决于其“硬段微区”的完整性。硬段微区越规整、越连续，就越能像一道屏障，阻挡水分子向材料内部扩散。
· PO3G链结构更高的规整性使其软段更易结晶，与由异氰酸酯和扩链剂组成的硬段极性差异更大。这种增强的“不相容性”推动了更强、更完善的微相分离。硬段微区因此形成得更完善，提供了更有效的物理阻隔。
总而言之，PO3G并非通过改变化学键类型，而是通过优化链段结构来提升耐水解性：减少亲水位点、形成空间屏蔽、并构建更致密的物理防御屏障。这使得PO3G-TPU在潮湿、水浸或需要蒸汽消毒的严苛环境中（如高性能水管、医疗器械、户外装备），比传统PTMG-TPU具有更长的使用寿命和更稳定的性能。
〔背景信息补充:
· 商业背景：PO3G是一种100%生物基的聚醚多元醇，由生物基1,3-丙二醇（PDO）缩聚制成，旨在替代石油基的PTMG。
· 知名生产商与品牌：其商业化生产商包括杜邦（最早研发）和韩国SK化学等，SK化学将其商品化产品命名为 ECOTRION。〕
