Mechanické vlastnosti a struktura polyuretanového elastomeru

Mechanické vlastnosti a strukturapolyuretanelastomer

Mechanické vlastnosti

Struktura a délka měkkých a tvrdých segmentů v polyuretanovém elastomeru a síla mezi měkkými a tvrdými segmenty, to vše přímo ovlivňuje mechanické vlastnosti elastomeru. Kromě toho, zda může dojít k separaci mikrofáz, stupeň separace mikrofáz a rovnoměrnost rozložení tvrdých segmentů v měkkých segmentech jsou také důležité faktory, které ovlivňují mechanické vlastnostipolyuretanelastomery.
Vliv měkkého segmentu na mechanické vlastnostipolyuretanelastomer

Vliv typu polyolu

Flexibilní segmentypolyuretanelastomery se skládají převážně z oligomerních polyolů, které lze rozdělit na polyesterpolyoly, polyetherpolyoly a polyolefinpolyoly. Jejich hlavní řetězová struktura ovlivňuje pevnost elastomeru v tahu. , Pevnost v roztržení a další vlastnosti mají větší vliv. Mezi často používané polyoly patří hlavně polyesterový typ a polyetherový typ. Molekula polyesterového polyolu obsahuje polární esterové skupiny, které mají větší kohezní energii a mohou vytvářet silnější intramolekulární vodíkové vazby. Proto má elastomer polymerovaný polyesterpolyolem vyšší pevnost v roztažení, pevnost v roztržení a dobrou odolnost proti oděru a oleji; vpolyuretanelastomery vyrobené z polyetherpolyolů, kohezní energie etherových vazeb je nízká a sousední methylenové skupiny jsou etherově vázané. Atomy kyslíku jsou odděleny a atomy vodíku na oddělených methylenových skupinách jsou také dále odděleny, což oslabuje vzájemnou odpudivou sílu mezi atomy vodíku methylenových skupin. Proto má polyuretanový elastomer polymerovaný polyetherpolyolem nižší teplotu skelného přechodu, vyšší odolnost proti povětrnostním vlivům, hydrolytickou stabilitu a odolnost vůči plísním, ale má špatné mechanické vlastnosti.

Vliv molekulové hmotnosti polyolu Obecně řečeno, mechanické vlastnosti polyetherupolyuretanelastomery klesají s rostoucí molekulovou hmotností polyolu. Je tomu tak proto, že s rostoucí molekulovou hmotností polyetherpolyolu se zvyšuje počet etherových vazeb, což zlepšuje flexibilitupolyuretanelastomerový segment. Proto se mechanické vlastnosti, jako je pevnost v tahu elastomeru, snižují. U polyesterových polyuretanových elastomerů je tomu naopak. Je tomu tak proto, že s rostoucí molekulovou hmotností polyesterpolyolu se zvyšuje počet methylenových skupin a počet esterových skupin, zvyšuje se síla mezi molekulami a zesíťování vodíkových vazeb a krystalinita segmentu Zesílit, byla zlepšena tvrdost, pevnost v tahu, pevnost v roztržení a napětí v tahu produktu.
Vliv tvrdého segmentu na mechanické vlastnostiPolyuretanElastomer
vpolyuretanelastomery, pouze když je kohezní energie tuhých segmentů dostatečně velká, mohou se vzájemně sdružovat a vytvářet fázi tvrdého segmentu. Faktory, které ovlivňují kohezní energii tuhých segmentů, jsou typ a množství diisokyanátu a typ prodlužovače řetězce.

Účinek isokyanátu

Typ isokyanátu má větší vliv na mechanické vlastnostipolyuretanelastomery. Při použití isokyanátů se symetrickou strukturou k přípravě elastomerů obsahují elastomerní segmenty symetrické struktury, zvyšuje se přitažlivost mezi molekulárními segmenty a zvyšuje se krystalinita. Byly vylepšeny různé mechanické vlastnosti. Polyuretanové elastomery připravené z aromatických isokyanátů mají tuhou strukturu benzenového kruhu, která zvyšuje kohezní energii tvrdých segmentů a je snadné vytvořit mikrodomény tvrdé fáze mezi měkkými segmenty, což způsobí, že elastomer podstoupí mikrofázové separaci a zlepší mechanické vlastnosti. vlastnosti. Proto jsou jeho pevnost v tahu, namáhání v tahu a pevnost v roztržení vyšší než u alifatických isokyanátových elastomerů. Když se množství isokyanátu zvyšuje, zvyšuje se obsah tvrdých segmentů polyuretanu, zvyšuje se kohezní energie, zvyšuje se krystalinita, snižuje se ohebnost, snižuje se prodloužení a zvyšuje se pevnost v tahu, pevnost v roztržení a napětí v tahu.

Vliv prodlužovačů řetězců

Pro stejný prepolymer vyrobený ze stejného polyolu a stejného diisokyanátu se mechanické vlastnosti získaných elastomerů liší, když se k prodloužení řetězce použijí různá prodlužovače řetězce. Vzhledem k tomu, že polarita močovinové skupiny vytvořené reakcí diaminového prodlužovače řetězce a diisokyanátu je silnější než polarita uretanové vazby získané prodloužením diolového řetězce, odpovídající tuhé segmenty se také snadno spojí a vytvoří tvrdé segmenty, takže vodík Existuje více vazeb, takže sílapolyuretanelastomer získaný prodloužením diaminového řetězce je větší než pevnost elastomeru získaného prodloužením glykolového řetězce.