Sifat Mekanikal dan Struktur Elastomer Poliuretana

Sifat mekanikal dan strukturpoliuretanaelastomer

Sifat mekanikal

Struktur dan panjang segmen lembut dan keras dalam elastomer poliuretana, dan daya antara segmen lembut dan keras, semuanya secara langsung mempengaruhi sifat mekanikal elastomer. Di samping itu, sama ada pemisahan mikrofasa boleh berlaku, tahap pemisahan mikrofasa, dan keseragaman pengedaran segmen keras dalam segmen lembut juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi sifat mekanikalpoliuretanaelastomer.
Kesan segmen lembut pada sifat mekanikal bagipoliuretanaelastomer

Pengaruh jenis poliol

Segmen fleksibel bagipoliuretanaelastomer terutamanya terdiri daripada poliol oligomer, yang boleh dibahagikan kepada poliol poliester, polieter poliol dan poliolefin poliol. Struktur rantai utama mereka mempengaruhi kekuatan tegangan elastomer. , Kekuatan koyakan dan sifat lain mempunyai kesan yang lebih besar. Poliol yang kerap digunakan terutamanya termasuk jenis poliester dan jenis polieter. Molekul poliester poliol mengandungi lebih banyak kumpulan ester polar, yang mempunyai tenaga padu yang lebih besar dan boleh membentuk ikatan hidrogen intramolekul yang lebih kuat. Oleh itu, elastomer yang dipolimerkan oleh poliester poliol mempunyai Kekuatan regangan yang lebih tinggi, kekuatan koyak dan rintangan lelasan yang baik dan rintangan minyak; dalampoliuretanaelastomer diperbuat daripada poliol polieter, tenaga padu ikatan eter adalah rendah, dan kumpulan metilena bersebelahan adalah terikat eter. Atom oksigen diasingkan, dan atom hidrogen pada kumpulan metilena yang dipisahkan juga diasingkan lebih jauh, yang melemahkan daya tolakan bersama antara atom hidrogen kumpulan metilena. Oleh itu, elastomer poliuretana yang dipolimerkan oleh polieter poliol mempunyai suhu peralihan kaca yang lebih rendah, rintangan cuaca yang lebih tinggi, kestabilan hidrolitik dan rintangan acuan, tetapi mempunyai sifat mekanikal yang lemah.

Pengaruh berat molekul poliol Secara umumnya, sifat mekanikal polieterpoliuretanaelastomer berkurangan dengan pertambahan berat molekul poliol. Ini kerana apabila berat molekul poliol polieter meningkat, bilangan ikatan eter meningkat, yang meningkatkan fleksibilitipoliuretanasegmen elastomer. Oleh itu, sifat mekanikal seperti kekuatan tegangan elastomer berkurangan. Perkara sebaliknya berlaku untuk elastomer poliuretana poliester. Ini kerana apabila berat molekul poliol poliester meningkat, bilangan kumpulan metilena dan bilangan kumpulan ester meningkat, daya antara molekul dan ikatan silang ikatan hidrogen meningkat, dan kehabluran segmen Mengukuhkan, kekerasan, kekuatan tegangan, kekuatan koyakan, dan tegasan tegangan produk telah dipertingkatkan.
Pengaruh Segmen Keras terhadap Sifat MekanikalPoliuretanaElastomer
Dalampoliuretanaelastomer, hanya apabila tenaga kohesi segmen tegar cukup besar, ia boleh dikaitkan antara satu sama lain untuk membentuk fasa segmen keras. Faktor-faktor yang mempengaruhi tenaga kohesi segmen tegar ialah jenis dan jumlah diisosianat dan jenis pemanjang rantai.

Kesan isosianat

Jenis isosianat mempunyai kesan yang lebih besar terhadap sifat mekanikalpoliuretanaelastomer. Apabila menggunakan isosianat dengan struktur simetri untuk menyediakan elastomer, segmen elastomer mengandungi struktur simetri, tarikan antara segmen molekul meningkat, dan kehabluran dipertingkatkan. Pelbagai sifat mekanikal telah dipertingkatkan. Elastomer poliuretana yang disediakan daripada isosianat aromatik mempunyai struktur cincin benzena yang tegar, yang meningkatkan tenaga kohesi segmen keras, dan mudah untuk membentuk domain mikro fasa keras antara segmen lembut, menyebabkan elastomer mengalami pemisahan mikrofasa dan meningkatkan mekanikal. harta benda. Oleh itu, kekuatan tegangan, tegasan tegangan dan kekuatan koyakan semuanya lebih tinggi daripada elastomer isosianat alifatik. Apabila jumlah isosianat meningkat, kandungan segmen keras poliuretana meningkat, tenaga padu meningkat, kehabluran meningkat, kelenturan berkurangan, pemanjangan berkurangan, dan kekuatan tegangan, kekuatan koyak dan tegasan tegangan meningkat.

Pengaruh pemanjang rantai

Untuk prapolimer yang sama dibuat daripada poliol yang sama dan diisosianat yang sama, sifat mekanikal elastomer yang diperolehi adalah berbeza apabila pemanjang rantai yang berbeza digunakan untuk memanjangkan rantai. Oleh kerana kekutuban kumpulan urea yang dibentuk oleh tindak balas pemanjang rantai diamina dan diisosianat adalah lebih kuat daripada ikatan uretana yang diperolehi oleh sambungan rantai diol, segmen tegar yang sepadan juga mudah dikumpulkan untuk membentuk segmen keras, oleh itu. hidrogen Terdapat lebih banyak ikatan, jadi kekuatanpoliuretanaelastomer yang diperolehi oleh sambungan rantai diamina adalah lebih besar daripada kekuatan elastomer yang diperolehi oleh sambungan rantai glikol.