Effekter av olika strukturer på egenskaperna hos polyuretanelastomerer
Det finns många typer av råmaterial av polyuretanelastomerer, sammansättningen och arrangemanget av grupper i den makromolekylära strukturen är komplexa, och syntesmetoderna och bearbetningsmetoderna för polyuretanelastomerer är olika, vilket utgör komplexiteten i den kemiska strukturen hos polyuretanelastomerer och de uppenbar fysisk konformation. skillnader, vilket resulterar i förändringar i egenskaperna hos polyuretanelastomerer.
Polyuretanelastomer används i fast tillstånd, och dess mekaniska styrka under olika yttre krafter är den viktigaste indikatorn på dess prestanda. I allmänhet är polyuretanelastomerer desamma som andra polymerer, och deras egenskaper är relaterade till molekylvikt, intermolekylära krafter, segmentseghet, kristallisationstendens, förgrening och tvärbindning, såväl som substituenternas position, polaritet och storlek. Emellertid skiljer sig polyuretanelastomerer från kolvätebaserade (PP, PE, etc.) polymerer, och deras molekylära struktur är sammansatt av mjuka segment (oligomerpolyoler) och hårda segment (polyisocyanater, kedjeförlängningar, etc.). tvärbindningsmedel etc.) block, är den elektrostatiska kraften mycket stark mellan dess makromolekyler, särskilt mellan de hårda segmenten, och ofta bildas ett stort antal vätebindningar. Denna starka elektrostatiska kraft, förutom att påverka de mekaniska egenskaperna, kan den också främja aggregationen av hårda segment, producera mikrofasseparation och förbättra de mekaniska egenskaperna och hög- och lågtemperaturegenskaperna hos elastomerer.
1. Sambandet mellan mekaniska egenskaper och struktur
De mekaniska egenskaperna hos polyuretanelastomeren beror på kristallisationstendensen hos polyuretanelastomeren, speciellt kristallisationstendensen hos det mjuka segmentet. Emellertid används polyuretanelastomeren i ett högelastiskt tillstånd och kristallisation förväntas inte. Därför är det nödvändigt att klara formuleringen och processdesignen finner en balans mellan elasticitet och styrka, så att den beredda polyuretanelastomeren inte kristalliserar vid användningstemperaturen, har god elasticitet och kan kristallisera snabbt när den är mycket sträckt, och smälttemperaturen för denna kristallisation är runt rumstemperatur, när den yttre kraften avlägsnas smälter kristallen snabbt, och denna reversibla kristallstruktur är mycket fördelaktig för att förbättra den mekaniska hållfastheten hos polyuretanelastomeren.
Huruvida polyuretanelastomeren kan ha reversibel kristallisation beror huvudsakligen på polariteten, molekylvikten, intermolekylära kraften och regelbundenhet hos strukturen hos det mjuka segmentet. Den molekylära polariteten och den intermolekylära kraften hos polyester är större än för polyeter, så den mekaniska hållfastheten hos polyester polyuretan elastomer är större än den hos polyeter polyuretan elastomer; sidogrupperna i det mjuka segmentet kommer att minska kristalliniteten, vilket kommer att minska produktens prestanda. Mekaniskt beteende.
Strukturen hos det hårda polyuretansegmentet har också en direkt och indirekt inverkan på polyuretanelastomerens mekaniska egenskaper. I allmänhet är aromatiska diisocyanater (såsom MDI, TDI) större än esterdiisocyanater (såsom HDI); diisocyanater med symmetriska strukturer (såsom MDI) kan ge polyuretanelastomer högre hårdhet, draghållfasthet och rivhållfasthet; effekten av kedjeförlängningstvärbindningsmedelstrukturen på elastomerens mekaniska egenskaper liknar den för diisocyanat.
2. Sambandet mellan värmebeständighet och struktur
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. Förhållandet mellan lågtemperaturprestanda och struktur
Lågtemperaturelasticiteten hos polymerer mäts vanligtvis av glasövergångstemperaturen och köldbeständighetskoefficienten (eller sprödhetstemperaturen). I allmänhet är lågtemperaturflexibiliteten hos polyeterpolyuretanelastomer bättre än hos polyester.
4. Sambandet mellan vattenbeständighet och struktur
Vattens effekt på polyuretanelastomerer: vattenmjukning (vattenabsorption) och vattennedbrytning. När den relativa luftfuktigheten är 100 procent: vattenabsorptionshastigheten för polyesterpolyuretanelastomer är cirka 1,1 procent, och prestandaminskningen är cirka 10 procent; vattenabsorptionshastigheten för polyeterpolyuretanelastomer är cirka 1,4 procent, och prestandaminskningen är cirka 20 procent; Emellertid är den hydrolytiska stabiliteten för polyeterpolyuretanelaster större än för polyesterpolyuretanelaster.
5. Sambandet mellan oljebeständighet och kemisk beständighet och struktur
Polyuretanelaster har god beständighet mot fett och opolära lösningsmedel. Generellt har polyesterpolyuretan-elaster bättre prestanda i fettbeständighet än polyeterpolyuretan-elaster; ju högre hårdhet polyuretanelastomeren har, desto bättre är fettbeständigheten; den kemiska beständigheten hos polykaprolaktonpolyuretanelastomerer (som svavelsyra, salpetersyra, etc.) prestanda är bättre än andra typer av polyuretan. Den totala alkalibeständigheten hos polyuretan-elasticiteten och motståndskraften mot starka polära lösningsmedel (som cyklohexanon, Tianna-vatten, etc.) är inte bra.
