Механические свойства и структура полиуретанового эластомера

Механические свойства и структураполиуретанэластомер

Механические свойства

Структура и длина мягких и твердых сегментов полиуретанового эластомера, а также сила между мягкими и твердыми сегментами напрямую влияют на механические свойства эластомера. Кроме того, важными факторами, влияющими на механические свойства, являются также возможность возникновения микрофазового разделения, степень микрофазового разделения и равномерность распределения твердых сегментов в мягких сегментах.полиуретанэластомеры.
Влияние мягкого сегмента на механические свойстваполиуретанэластомер

Влияние типа полиола

Гибкие сегментыполиуретанэластомеры в основном состоят из олигомерных полиолов, которые можно разделить на полиэфирполиолы, полиэфирполиолы и полиолефины. Их структура основной цепи влияет на прочность эластомера на разрыв. , Прочность на разрыв и другие свойства оказывают большее влияние. Часто используемые полиолы в основном включают полиэфирные и полиэфирные типы. Молекула полиэфирного полиола содержит больше полярных сложноэфирных групп, которые обладают большей энергией сцепления и могут образовывать более прочные внутримолекулярные водородные связи. Таким образом, эластомер, полимеризованный полиэфирным полиолом, имеет более высокую прочность на растяжение, прочность на разрыв, хорошую стойкость к истиранию и маслостойкость; вполиуретанэластомеры, изготовленные из полиэфирполиолов, энергия когезии эфирных связей мала, а соседние метиленовые группы связаны эфирными связями. Атомы кислорода разделяются, а атомы водорода на разделенных метиленовых группах также разделяются дальше, что ослабляет силу взаимного отталкивания между атомами водорода метиленовых групп. Таким образом, полиуретановый эластомер, полимеризованный полиэфирполиолом, имеет более низкую температуру стеклования, более высокую атмосферостойкость, гидролитическую стабильность и устойчивость к плесени, но имеет плохие механические свойства.

Влияние молекулярной массы полиола. Вообще говоря, механические свойства полиэфираполиуретанэластомеров уменьшается с увеличением молекулярной массы полиола. Это связано с тем, что по мере увеличения молекулярной массы полиэфирполиола количество эфирных связей увеличивается, что улучшает гибкость.полиуретанэластомерный сегмент. Следовательно, механические свойства, такие как прочность на разрыв эластомера, уменьшаются. Обратное верно для полиэфирных полиуретановых эластомеров. Это связано с тем, что по мере увеличения молекулярной массы полиэфирполиола увеличивается количество метиленовых групп и количество сложноэфирных групп, увеличивается сила между молекулами и сшивка водородных связей, а также кристалличность сегмента Reinforce, Были улучшены твердость, прочность на разрыв, прочность на разрыв и растягивающее напряжение продукта.
Влияние жесткого сегмента на механические свойстваПолиуретанЭластомер
Вполиуретанэластомеры, только когда энергия сцепления жестких сегментов достаточно велика, они могут связываться друг с другом с образованием твердой фазы сегмента. Факторами, влияющими на энергию сцепления жестких сегментов, являются тип и количество диизоцианата, а также тип удлинителя цепи.

Эффект изоцианата

Тип изоцианата оказывает большее влияние на механические свойства.полиуретанэластомеры. При использовании изоцианатов с симметричной структурой для получения эластомеров сегменты эластомера содержат симметричные структуры, притяжение между молекулярными сегментами увеличивается и кристалличность усиливается. Улучшены различные механические свойства. Полиуретановые эластомеры, полученные из ароматических изоцианатов, имеют жесткую структуру бензольного кольца, которая увеличивает энергию сцепления твердых сегментов, и между мягкими сегментами легко образовываются микродомены твердой фазы, что приводит к микрофазовому разделению эластомера и улучшению механических свойств. характеристики. Следовательно, его прочность на разрыв, напряжение растяжения и прочность на разрыв выше, чем у алифатических изоцианатных эластомеров. Когда количество изоцианата увеличивается, содержание твердых сегментов полиуретана увеличивается, энергия сцепления увеличивается, кристалличность увеличивается, гибкость уменьшается, удлинение уменьшается, а прочность на разрыв, прочность на разрыв и напряжение растяжения увеличиваются.

Влияние удлинителей цепи

Для одного и того же форполимера, изготовленного из одного и того же полиола и одного и того же диизоцианата, механические свойства полученных эластомеров различны, когда для удлинения цепи используются разные удлинители цепи. Поскольку полярность группы мочевины, образованной в результате реакции удлинителя диаминовой цепи и диизоцианата, сильнее, чем полярность уретановой связи, полученной в результате удлинения диольной цепи, соответствующие жесткие сегменты также легко собираются вместе с образованием жестких сегментов, таким образом водорода. Связей больше, поэтому силаполиуретанэластомер, полученный удлинением диаминовой цепи, превышает прочность эластомера, полученного удлинением гликолевой цепи.