Efectos de diferentes estructuras sobre las propiedades de los elastómeros de poliuretano
Hay muchos tipos de materias primas de elastómeros de poliuretano, la composición y disposición de grupos en la estructura macromolecular son complejas, y los métodos de síntesis y métodos de procesamiento de elastómeros de poliuretano son varios, lo que constituye la complejidad de la estructura química de los elastómeros de poliuretano y la conformación física obvia. diferencias, lo que resulta en cambios en las propiedades de los elastómeros de poliuretano.
El elastómero de poliuretano se utiliza en estado sólido, y su resistencia mecánica bajo varias fuerzas externas es el indicador más importante de su rendimiento. En general, los elastómeros de poliuretano son los mismos que otros polímeros, y sus propiedades están relacionadas con el peso molecular, las fuerzas intermoleculares, la tenacidad del segmento, la tendencia a la cristalización, la ramificación y la reticulación, así como la posición, polaridad y tamaño de los sustituyentes. Sin embargo, los elastómeros de poliuretano son diferentes de los polímeros a base de hidrocarburos (PP, PE, etc.), y su estructura molecular está compuesta por segmentos blandos (polioles oligómeros) y segmentos duros (poliisocianatos, extensiones de cadena, etc.). agente de reticulación, etc.) la fuerza electrostática es muy fuerte entre sus macromoléculas, especialmente entre los segmentos duros, y a menudo se forman una gran cantidad de enlaces de hidrógeno. Esta fuerte fuerza electrostática, además de directa Además de afectar las propiedades mecánicas, también puede promover la agregación de segmentos duros, producir separación microfásica y mejorar las propiedades mecánicas y las propiedades de alta y baja temperatura de los elastómeros.
1. La relación entre las propiedades mecánicas y la estructura
Las propiedades mecánicas del elastómero de poliuretano dependen de la tendencia a la cristalización del elastómero de poliuretano, especialmente la tendencia a la cristalización del segmento blando. Sin embargo, el elastómero de poliuretano se utiliza en un estado elástico alto, y no se espera cristalización. Por lo tanto, es necesario pasar la formulación y el diseño del proceso encuentra un equilibrio entre elasticidad y resistencia, de modo que el elastómero de poliuretano preparado no cristalice a la temperatura de uso, tenga buena elasticidad y pueda cristalizar rápidamente cuando está altamente estirado, y la temperatura de fusión de esta cristalización es alrededor de la temperatura ambiente, cuando se elimina la fuerza externa, el cristal se funde rápidamente, y esta estructura cristalina reversible es muy beneficiosa para mejorar la resistencia mecánica del elastómero de poliuretano.
Si el elastómero de poliuretano puede tener cristalización reversible depende principalmente de la polaridad, el peso molecular, la fuerza intermolecular y la regularidad de la estructura del segmento blando. La polaridad molecular y la fuerza intermolecular del poliéster es mayor que la del poliéter, por lo que la resistencia mecánica del elastómero de poliuretano de poliéster es mayor que la del elastómero de poliuretano de poliéter; los grupos laterales en el segmento blando reducirán la cristalinidad, lo que reducirá el rendimiento del producto. Comportamiento mecánico.
La estructura del segmento duro de poliuretano también tiene un impacto directo e indirecto en las propiedades mecánicas del elastómero de poliuretano. En general, los diisocianatos aromáticos (como MDI, TDI) son más grandes que los diisocianatos de éster (como el IDH); los diisocianatos con estructuras simétricas (como MDI) pueden dar al elastómero de poliuretano una mayor dureza, resistencia a la tracción y resistencia al desgarro; el efecto de la estructura del agente de reticulación de extensión de cadena sobre las propiedades mecánicas del elastómero es similar al del diisocianato.
2. La relación entre resistencia al calor y estructura
La estabilidad térmica de los polímeros se puede medir mediante la temperatura de ablandamiento y la temperatura de descomposición térmica. En general, la temperatura de descomposición térmica de los elastómeros de poliuretano es más baja que la temperatura de ablandamiento. En términos generales, los elastómeros de poliuretano de poliéster tienen una mejor resistencia al calor que los elastómeros de poliuretano de poliéter; para los diisocianatos aromáticos, la secuencia de resistencia al calor es PPDI>NDI>MDI>TDI.
3. La relación entre el rendimiento a baja temperatura y la estructura
La elasticidad a baja temperatura de los polímeros generalmente se mide por la temperatura de transición vítrea y el coeficiente de resistencia al frío (o temperatura de fragilidad). En general, la flexibilidad a baja temperatura del elastómero de poliuretano de poliéter es mejor que la del poliéster.
4. La relación entre resistencia al agua y estructura
El efecto del agua sobre los elastómeros de poliuretano: plastificación del agua (absorción de agua) y degradación del agua. Cuando la humedad relativa es del 100%: la tasa de absorción de agua del elastómero de poliuretano de poliéster es de aproximadamente el 1,1%, y la disminución del rendimiento es de aproximadamente el 10%; la tasa de absorción de agua del elastómero de poliuretano de poliéter es de aproximadamente 1.4%, y la disminución del rendimiento es de aproximadamente 20%; Sin embargo, la estabilidad hidrolítica de los elastómeros de poliéter poliuretano es mayor que la de los elastómeros de poliuretano de poliéster.
5. La relación entre la resistencia al aceite y la resistencia química y la estructura
Los elastómeros de poliuretano tienen buena resistencia a la grasa y a los disolventes no polares. En general, los elastómeros de poliéster y poliuretano tienen un mejor rendimiento en resistencia a la grasa que los elastómeros de poliéter poliuretano; cuanto mayor sea la dureza del elastómero de poliuretano, mejor será la resistencia a la grasa; la resistencia química de los elastómeros de policaprolactona poliuretano (como ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc.) es mejor que otros tipos de poliuretano. La resistencia alcalina general de la elasticidad del poliuretano y la resistencia a disolventes polares fuertes (como la ciclohexanona, el agua de Tianna, etc.) no son buenas.
