Wpływ różnych struktur na właściwości elastomerów poliuretanowych
Istnieje wiele rodzajów surowców elastomerów poliuretanowych, skład i rozmieszczenie grup w strukturze makrocząsteczkowej są złożone, a metody syntezy i przetwarzania elastomerów poliuretanowych są różne, co stanowi o złożoności budowy chemicznej elastomerów poliuretanowych i oczywista budowa fizyczna. różnice, powodujące zmiany właściwości elastomerów poliuretanowych.
Elastomer poliuretanowy stosowany jest w stanie stałym, a jego wytrzymałość mechaniczna pod działaniem różnych sił zewnętrznych jest najważniejszym wskaźnikiem jego działania. Ogólnie elastomery poliuretanowe są takie same jak inne polimery, a ich właściwości są związane z masą cząsteczkową, siłami międzycząsteczkowymi, twardością segmentów, tendencją do krystalizacji, rozgałęziania i sieciowania, a także położeniem, polarnością i wielkością podstawników. Jednak elastomery poliuretanowe różnią się od polimerów na bazie węglowodorów (PP, PE itp.), a ich struktura molekularna składa się z miękkich segmentów (polioli oligomerowych) i twardych segmentów (poliizocyjaniany, przedłużenia łańcucha itp.). środek sieciujący itp.), siła elektrostatyczna między jego makrocząsteczkami, zwłaszcza między twardymi segmentami, jest bardzo duża i często powstaje duża liczba wiązań wodorowych. Ta silna siła elektrostatyczna, oprócz bezpośredniego wpływu Oprócz wpływu na właściwości mechaniczne, może również sprzyjać agregacji twardych segmentów, powodować separację mikrofaz i poprawiać właściwości mechaniczne oraz właściwości elastomerów w wysokich i niskich temperaturach.
1. Związek między właściwościami mechanicznymi a strukturą
Właściwości mechaniczne elastomeru poliuretanowego zależą od tendencji do krystalizacji elastomeru poliuretanowego, zwłaszcza tendencji do krystalizacji miękkiego segmentu. Jednak elastomer poliuretanowy jest stosowany w stanie wysokiej elastyczności i nie oczekuje się krystalizacji. W związku z tym konieczne jest przekazanie preparatu i projekt procesu znajduje równowagę między elastycznością a wytrzymałością, tak aby przygotowany elastomer poliuretanowy nie krystalizował w temperaturze użytkowania, miał dobrą elastyczność i mógł szybko krystalizować, gdy jest mocno rozciągnięty, oraz temperatura topnienia tej krystalizacji jest zbliżona do temperatury pokojowej, po usunięciu siły zewnętrznej kryształ topi się szybko, a ta odwracalna struktura krystaliczna jest bardzo korzystna dla poprawy wytrzymałości mechanicznej elastomeru poliuretanowego.
To, czy elastomer poliuretanowy może mieć odwracalną krystalizację, zależy głównie od polarności, masy cząsteczkowej, siły międzycząsteczkowej i regularności struktury miękkiego segmentu. Polarność molekularna i siła międzycząsteczkowa poliestru jest większa niż polieteru, więc wytrzymałość mechaniczna elastomeru poliestrowo-poliuretanowego jest większa niż elastomeru polieteropoliuretanowego; boczne grupy w miękkim segmencie zmniejszą krystaliczność, co zmniejszy wydajność produktu. Zachowanie mechaniczne.
Struktura twardego segmentu poliuretanu ma również bezpośredni i pośredni wpływ na właściwości mechaniczne elastomeru poliuretanowego. Ogólnie diizocyjaniany aromatyczne (takie jak MDI, TDI) są większe niż diizocyjaniany estrowe (takie jak HDI); diizocyjaniany o symetrycznych strukturach (takich jak MDI) mogą nadać elastomerowi poliuretanowemu wyższą twardość, wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na rozdarcie; wpływ struktury środka sieciującego wydłużającego łańcuch na właściwości mechaniczne elastomeru jest podobny jak w przypadku diizocyjanianu.
2. Związek między odpornością na ciepło a strukturą
The thermal stability of polymers can be measured by softening temperature and thermal decomposition temperature. In general, the thermal decomposition temperature of polyurethane elastomers is lower than the softening temperature. Generally speaking, polyester polyurethane elastomers have better heat resistance than polyether polyurethane elastomers; for aromatic diisocyanates, the heat resistance sequence is PPDI>NDI>MDI>TDI.
3. Związek między wydajnością w niskich temperaturach a strukturą
Niskotemperaturowa elastyczność polimerów jest zwykle mierzona temperaturą zeszklenia i współczynnikiem odporności na zimno (lub temperaturą kruchości). Ogólnie rzecz biorąc, elastyczność w niskich temperaturach elastomeru polieteropoliuretanowego jest lepsza niż poliestru.
4. Związek między wodoodpornością a strukturą
Wpływ wody na elastomery poliuretanowe: uplastycznienie wody (nasiąkliwość) i degradacja wody. Gdy wilgotność względna wynosi 100 procent: współczynnik wchłaniania wody przez elastomer poliestrowo-poliuretanowy wynosi około 1,1 procent, a spadek wydajności wynosi około 10 procent; szybkość wchłaniania wody przez elastomer polieteropoliuretanowy wynosi około 1,4 procent, a spadek wydajności wynosi około 20 procent; Jednak stabilność hydrolityczna elastomerów polieteropoliuretanowych jest większa niż elastomerów poliestrowo-poliuretanowych.
5. Związek między odpornością na olej a odpornością chemiczną i strukturą
Elastomery poliuretanowe mają dobrą odporność na tłuszcze i rozpuszczalniki niepolarne. Ogólnie rzecz biorąc, elastomery poliestrowo-poliuretanowe mają lepszą odporność na tłuszcz niż elastomery polieteropoliuretanowe; im wyższa twardość elastomeru poliuretanowego, tym lepsza odporność na smar; odporność chemiczna elastomerów polikaprolaktonowo-poliuretanowych (takich jak kwas siarkowy, kwas azotowy itp.) jest lepsza niż innych typów poliuretanów. Ogólna odporność na alkalia elastyczności poliuretanu i odporność na silne rozpuszczalniki polarne (takie jak cykloheksanon, woda Tianna itp.) nie są dobre.
