Effetti di diverse strutture sulle proprietà degli elastomeri poliuretanici
Esistono molti tipi di materie prime di elastomeri poliuretanici, la composizione e la disposizione dei gruppi nella struttura macromolecolare sono complesse e i metodi di sintesi e i metodi di lavorazione degli elastomeri poliuretanici sono vari, il che costituisce la complessità della struttura chimica degli elastomeri poliuretanici e il evidente conformazione fisica. differenze, con conseguente modifica delle proprietà degli elastomeri poliuretanici.
L'elastomero poliuretanico viene utilizzato allo stato solido e la sua resistenza meccanica a varie forze esterne è l'indicatore più importante delle sue prestazioni. In generale, gli elastomeri poliuretanici sono gli stessi degli altri polimeri e le loro proprietà sono correlate al peso molecolare, alle forze intermolecolari, alla tenacità del segmento, alla tendenza alla cristallizzazione, alla ramificazione e alla reticolazione, nonché alla posizione, alla polarità e alle dimensioni dei sostituenti. Tuttavia, gli elastomeri poliuretanici sono diversi dai polimeri a base di idrocarburi (PP, PE, ecc.) e la loro struttura molecolare è composta da segmenti morbidi (polioli oligomerici) e segmenti duri (poliisocianati, estensioni di catena, ecc.). reticolante, ecc.) blocchi, la forza elettrostatica è molto forte tra le sue macromolecole, in particolare tra i segmenti duri, e spesso si formano un gran numero di legami idrogeno. Questa forte forza elettrostatica, oltre a dirigere, oltre a influenzare le proprietà meccaniche, può anche favorire l'aggregazione di segmenti duri, produrre separazione di microfase e migliorare le proprietà meccaniche e le proprietà ad alta e bassa temperatura degli elastomeri.
1. Il rapporto tra proprietà meccaniche e struttura
Le proprietà meccaniche dell'elastomero poliuretanico dipendono dalla tendenza alla cristallizzazione dell'elastomero poliuretanico, in particolare dalla tendenza alla cristallizzazione del segmento morbido. Tuttavia, l'elastomero poliuretanico viene utilizzato in uno stato altamente elastico e non è prevista la cristallizzazione. Pertanto, è necessario superare la formulazione e il design del processo trova un equilibrio tra elasticità e resistenza, in modo che l'elastomero poliuretanico preparato non cristallizzi alla temperatura di utilizzo, abbia una buona elasticità e possa cristallizzare rapidamente quando è molto allungato, e la temperatura di fusione di questa cristallizzazione è intorno alla temperatura ambiente, quando la forza esterna viene rimossa, il cristallo si scioglie rapidamente e questa struttura cristallina reversibile è molto vantaggiosa per migliorare la resistenza meccanica dell'elastomero poliuretanico.
Il fatto che l'elastomero poliuretanico possa avere una cristallizzazione reversibile dipende principalmente dalla polarità, dal peso molecolare, dalla forza intermolecolare e dalla regolarità della struttura del segmento morbido. La polarità molecolare e la forza intermolecolare del poliestere è maggiore di quella del polietere, quindi la resistenza meccanica dell'elastomero poliuretanico poliestere è maggiore di quella dell'elastomero poliuretanico polietere; i gruppi laterali nel segmento morbido ridurranno la cristallinità, riducendo le prestazioni del prodotto. Comportamento meccanico.
La struttura del segmento rigido in poliuretano ha anche un impatto diretto e indiretto sulle proprietà meccaniche dell'elastomero poliuretanico. Generalmente, i diisocianati aromatici (come MDI, TDI) sono più grandi dei diisocianati esteri (come HDI); i diisocianati con strutture simmetriche (come MDI) possono conferire all'elastomero poliuretanico una maggiore durezza, resistenza alla trazione e resistenza allo strappo; l'effetto della struttura dell'agente di reticolazione dell'estensione della catena sulle proprietà meccaniche dell'elastomero è simile a quello del diisocianato.
2. Il rapporto tra resistenza al calore e struttura
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. Il rapporto tra prestazioni a bassa temperatura e struttura
L'elasticità a bassa temperatura dei polimeri è solitamente misurata dalla temperatura di transizione vetrosa e dal coefficiente di resistenza al freddo (o temperatura di infragilimento). In generale, la flessibilità alle basse temperature dell'elastomero poliuretanico polietere è migliore di quella del poliestere.
4. Il rapporto tra resistenza all'acqua e struttura
L'effetto dell'acqua sugli elastomeri poliuretanici: plastificazione dell'acqua (assorbimento d'acqua) e degradazione dell'acqua. Quando l'umidità relativa è del 100 percento: il tasso di assorbimento d'acqua dell'elastomero poliuretanico poliestere è di circa l'1,1 percento e il calo delle prestazioni è di circa il 10 percento; il tasso di assorbimento d'acqua dell'elastomero polietere poliuretanico è di circa l'1,4% e il calo delle prestazioni è di circa il 20%; Tuttavia, la stabilità idrolitica degli elastomeri poliuretanici polietere è maggiore di quella degli elastomeri poliuretanici poliestere.
5. Il rapporto tra resistenza all'olio e resistenza chimica e struttura
Gli elastomeri poliuretanici hanno una buona resistenza ai grassi e ai solventi non polari. In generale, gli elastomeri poliuretanici poliestere hanno prestazioni migliori in termini di resistenza al grasso rispetto agli elastomeri poliuretanici polietere; maggiore è la durezza dell'elastomero poliuretanico, migliore è la resistenza al grasso; la resistenza chimica degli elastomeri poliuretanici policaprolattone (come acido solforico, acido nitrico, ecc.) è migliore rispetto ad altri tipi di poliuretano. La resistenza complessiva agli alcali dell'elasticità del poliuretano e la resistenza ai forti solventi polari (come cicloesanone, acqua di Tianna, ecc.) non sono buone.
