力學(xué)性能
聚氨酯彈性體中軟段、硬段的結(jié)構(gòu)及其長(zhǎng)度、軟硬段之間的作用力等，都直接影響彈性體的力學(xué)性能。另外，能否發(fā)生微相分離、微相分離的程度、硬段在軟段中分布的均勻性也是影響聚氨酯彈性體力學(xué)性能的重要因素。
軟段對(duì)聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響
*多元醇類型的影響
聚氨酯彈性體的柔性鏈段主要是由低聚物多元醇組成，可分為聚酯型多元醇、聚醚型多元醇和聚烯烴型多元醇等，它們的主鏈結(jié)構(gòu)對(duì)彈性體的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等性能有較大影響。經(jīng)常使用的多元醇主要有聚酯型和聚醚型兩種。聚酯多元醇分子中因含有較多的極性酯基，內(nèi)聚能較大、可形成較強(qiáng)的分子內(nèi)氫鍵，因而聚酯型多元醇聚合而成的彈性體具有較高的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和較好的耐磨性和耐油性能；聚醚多元醇制得的聚氨脂彈性體中，醚鍵的內(nèi)聚能較低，而且相鄰的亞甲基被醚鍵的氧原子所分開，被分開的亞甲基上的氫原子也被隔離較遠(yuǎn)，削弱了亞甲基的氫原子之間的相互排斥力。因此，由聚醚多元醇聚合而成的聚氨酯彈性體具有較低的玻璃化溫度、較高的耐候性、水解穩(wěn)定性和耐霉菌等性能，但力學(xué)性能較差。
* 多元醇分子量的影響
一般來說，聚醚型聚氨酯彈性體的力學(xué)性能隨著多元醇分子量的增加而下降。這是因?yàn)殡S著聚醚型多元醇分子量的增加，醚鍵的數(shù)量增加，提高了聚氨酯彈性體鏈段的柔順性，因此，彈性體的拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能有所下降。而聚酯型聚氨酯彈性體則相反，這是因?yàn)殡S著聚酯多元醇分子量的增加，亞甲基數(shù)和酯基數(shù)增加，分子之間的作用力和氫鍵交聯(lián)增加，鏈段的結(jié)晶性增強(qiáng)，制品的硬度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、定伸應(yīng)力等有所提高。
* 硬段對(duì)聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響
在聚氨酯彈性體中只有當(dāng)剛性鏈段的內(nèi)聚能足夠大，才能彼此締合在一起形成硬段相。影響剛性鏈段內(nèi)聚能的因素是二異氰酸酯的種類、用量和擴(kuò)鏈劑的種類。
*異氰酸酯的影響
異氰酸酯的種類對(duì)聚氨酯彈性體的力學(xué)性能有較大的影響，使用結(jié)構(gòu)對(duì)稱的異氰酸酯制備彈性體時(shí)，彈性體鏈段中含有對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，分子鏈段間引力增加，結(jié)晶性增強(qiáng)，彈性體的各種力學(xué)性能有所提高。由芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯彈性體，由于含有剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，硬段的內(nèi)聚能增大，軟段間易形成硬相微區(qū)，使彈性體發(fā)生微相分離，力學(xué)性能得到提高，所以其拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力和撕裂強(qiáng)度等均高于脂肪族異氰酸酯型彈性體。異氰酸酯用量增加，聚氨酯的硬段含量增加，內(nèi)聚能增大，結(jié)晶性增強(qiáng)，柔韌性降低，伸長(zhǎng)率降低，而拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和定伸應(yīng)力等有所增大。
*擴(kuò)鏈劑的影響
對(duì)由同一種多元醇及同一種二異氰酸酯制得的同種預(yù)聚物，用不同的擴(kuò)鏈劑擴(kuò)鏈，得到的彈性體的力學(xué)性能不同。因?yàn)橛啥窋U(kuò)鏈劑與二異氰酸酯反應(yīng)生成的脲基的極性比由二醇擴(kuò)鏈得到的氨酯鍵的極性強(qiáng)，相應(yīng)的剛性鏈段也易聚集在一起形成硬段，從而氫鍵更多，故二胺擴(kuò)鏈所得的聚氨酯彈性體的強(qiáng)度比二醇擴(kuò)鏈所得彈性體的強(qiáng)度大。
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