Efectele diferitelor structuri asupra proprietăților elastomerilor poliuretanici
Există multe tipuri de materii prime de elastomeri poliuretanici, compoziția și aranjarea grupurilor în structura macromoleculară sunt complexe, iar metodele de sinteză și metodele de procesare a elastomerilor poliuretanici sunt diverse, ceea ce constituie complexitatea structurii chimice a elastomerilor poliuretanici și conformatie fizica evidenta. diferențe, ducând la modificări ale proprietăților elastomerilor poliuretanici.
Elastomerul poliuretanic este utilizat în stare solidă, iar rezistența sa mecanică la diferite forțe externe este cel mai important indicator al performanței sale. În general, elastomerii poliuretanici sunt la fel ca și alți polimeri, iar proprietățile lor sunt legate de greutatea moleculară, forțele intermoleculare, duritatea segmentului, tendința de cristalizare, ramificarea și reticulare, precum și poziția, polaritatea și dimensiunea substituenților. Cu toate acestea, elastomerii poliuretanici sunt diferiți de polimerii pe bază de hidrocarburi (PP, PE etc.), iar structura lor moleculară este compusă din segmente moi (polioli oligomeri) și segmente dure (poliizocianați, prelungiri de lanț etc.). agent de reticulare etc.), forța electrostatică este foarte puternică între macromoleculele sale, în special între segmentele dure, și se formează adesea un număr mare de legături de hidrogen. Această forță electrostatică puternică, în plus față de directă În plus față de afectarea proprietăților mecanice, poate promova, de asemenea, agregarea segmentelor dure, poate produce separarea microfazelor și poate îmbunătăți proprietățile mecanice și proprietățile de temperatură înaltă și joasă ale elastomerilor.
1. Relația dintre proprietățile mecanice și structură
Proprietățile mecanice ale elastomerului poliuretanic depind de tendința de cristalizare a elastomerului poliuretanic, în special de tendința de cristalizare a segmentului moale. Cu toate acestea, elastomerul poliuretanic este utilizat într-o stare elastică ridicată, iar cristalizarea nu este de așteptat. Prin urmare, este necesar să treceți formularea și proiectarea procesului găsește un echilibru între elasticitate și rezistență, astfel încât elastomerul poliuretanic preparat să nu cristalizeze la temperatura de utilizare, să aibă o elasticitate bună și să se poată cristaliza rapid atunci când este foarte întins și temperatura de topire a acestei cristalizări este în jurul temperaturii camerei, când forța externă este îndepărtată, cristalul se topește rapid, iar această structură cristalină reversibilă este foarte benefică pentru îmbunătățirea rezistenței mecanice a elastomerului poliuretanic.
Dacă elastomerul poliuretanic poate avea cristalizare reversibilă depinde în principal de polaritate, greutate moleculară, forță intermoleculară și regularitatea structurii segmentului moale. Polaritatea moleculară și forța intermoleculară a poliesterului este mai mare decât cea a polieterului, astfel încât rezistența mecanică a elastomerului poliester poliuretan este mai mare decât cea a elastomerului polieter poliuretan; grupurile laterale din segmentul moale vor reduce cristalinitatea, ceea ce va reduce performanța produsului. Comportament mecanic.
Structura segmentului dur poliuretanic are, de asemenea, un impact direct și indirect asupra proprietăților mecanice ale elastomerului poliuretanic. În general, diizocianații aromatici (cum ar fi MDI, TDI) sunt mai mari decât esteri diizocianați (cum ar fi HDI); diizocianații cu structuri simetrice (cum ar fi MDI) pot da elastomerului poliuretanic o duritate mai mare, rezistență la tracțiune și rezistență la rupere; efectul structurii agentului de reticulare cu extensie a lanțului asupra proprietăților mecanice ale elastomerului este similar cu cel al diizocianatului.
2. Relația dintre rezistența la căldură și structură
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. Relația dintre performanța la temperaturi scăzute și structură
Elasticitatea la temperatură scăzută a polimerilor este măsurată de obicei prin temperatura de tranziție sticloasă și coeficientul de rezistență la rece (sau temperatura de fragilizare). În general, flexibilitatea la temperaturi scăzute a elastomerului polieter poliuretan este mai bună decât cea a poliesterului.
4. Relația dintre rezistența la apă și structură
Efectul apei asupra elastomerilor poliuretanici: plastificarea apei (absorbția apei) și degradarea apei. Când umiditatea relativă este de 100%: rata de absorbție a apei a elastomerului poliester poliuretan este de aproximativ 1,1%, iar scăderea performanței este de aproximativ 10%; rata de absorbție a apei a elastomerului polieter poliuretan este de aproximativ 1,4 la sută, iar scăderea performanței este de aproximativ 20 la sută; Cu toate acestea, stabilitatea hidrolitică a elastomerilor polieter poliuretan este mai mare decât cea a elastomerilor poliester poliuretan.
5. Relația dintre rezistența la ulei și rezistența chimică și structură
Elastomerii poliuretanici au rezistență bună la grăsimi și solvenți nepolari. În general, elastomerii poliester poliuretan au performanțe mai bune în rezistența la grăsimi decât elastomerii polieter poliuretan; cu cât duritatea elastomerului poliuretanic este mai mare, cu atât rezistența la grăsime este mai bună; rezistența chimică a elastomerilor poliuretani policaprolactonă (cum ar fi acidul sulfuric, acidul azotic etc.) este mai bună decât alte tipuri de poliuretan. Rezistența generală la alcalii a elasticității poliuretanului și rezistența la solvenți polari puternici (cum ar fi ciclohexanona, apa Tianna etc.) nu sunt bune.
