Tính chất cơ học và cấu trúc của chất đàn hồi Polyurethane

Tính chất cơ học và cấu trúc củapolyuretanchất đàn hồi

Tính chất cơ học

Cấu trúc và chiều dài của các đoạn mềm và cứng trong chất đàn hồi polyurethane cũng như lực giữa các đoạn mềm và cứng đều ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học của chất đàn hồi. Ngoài ra, việc phân tách microphase có thể xảy ra hay không, mức độ phân tách microphase và tính đồng nhất của sự phân bố các phân đoạn cứng trong các phân đoạn mềm cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất cơ học củapolyuretanchất đàn hồi.
Ảnh hưởng của phân đoạn mềm đến tính chất cơ học củapolyuretanchất đàn hồi

Ảnh hưởng của loại polyol

Các phân đoạn linh hoạt củapolyuretanchất đàn hồi chủ yếu bao gồm các polyol oligome, có thể được chia thành polyol polyester, polyether polyol và polyol polyolefin. Cấu trúc chuỗi chính của chúng ảnh hưởng đến độ bền kéo của chất đàn hồi. , Độ bền xé và các đặc tính khác có tác động lớn hơn. Các polyol thường được sử dụng chủ yếu bao gồm loại polyester và loại polyether. Phân tử polyol polyester chứa nhiều nhóm este phân cực hơn, có năng lượng liên kết lớn hơn và có thể hình thành liên kết hydro nội phân tử mạnh hơn. Do đó, chất đàn hồi được polyme hóa bằng polyester polyol có độ bền kéo dãn, độ bền xé cao hơn và khả năng chống mài mòn, kháng dầu tốt; TRONGpolyuretanchất đàn hồi được làm từ polyol polyether, năng lượng liên kết của liên kết ether thấp và các nhóm methylene liền kề được liên kết với ether. Các nguyên tử oxy được tách ra và các nguyên tử hydro trên các nhóm methylene tách biệt cũng được tách ra xa hơn, điều này làm suy yếu lực đẩy lẫn nhau giữa các nguyên tử hydro của các nhóm methylene. Do đó, chất đàn hồi polyurethane được trùng hợp bởi polyether polyol có nhiệt độ chuyển thủy tinh thấp hơn, khả năng chống chịu thời tiết cao hơn, độ ổn định thủy phân và khả năng chống nấm mốc cao hơn, nhưng có tính chất cơ học kém.

Ảnh hưởng của trọng lượng phân tử polyol Nói chung, tính chất cơ học của polyetherpolyuretanchất đàn hồi giảm khi tăng trọng lượng phân tử polyol. Điều này là do khi trọng lượng phân tử của polyol polyether tăng lên, số lượng liên kết ether tăng lên, giúp cải thiện tính linh hoạt củapolyuretanđoạn đàn hồi. Do đó, các tính chất cơ học như độ bền kéo của chất đàn hồi giảm. Điều ngược lại cũng đúng đối với chất đàn hồi polyester polyurethane. Điều này là do khi trọng lượng phân tử của polyol polyester tăng lên, số lượng nhóm methylene và số lượng nhóm este tăng lên, lực giữa các phân tử và liên kết ngang của liên kết hydro tăng lên và độ kết tinh của đoạn Củng cố, độ cứng, độ bền kéo, độ bền xé và độ bền kéo của sản phẩm đã được cải thiện.
Ảnh hưởng của phân đoạn cứng đến tính chất cơ học củaPolyurethaneChất đàn hồi
TRONGpolyuretancác chất đàn hồi, chỉ khi năng lượng kết dính của các phân đoạn cứng đủ lớn, chúng mới có thể liên kết với nhau để tạo thành pha phân đoạn cứng. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng lượng kết dính của các đoạn cứng là loại và lượng diisocyanate cũng như loại phần mở rộng chuỗi.

Tác dụng của isocyanate

Loại isocyanate có tác động lớn hơn đến tính chất cơ học củapolyuretanchất đàn hồi. Khi sử dụng isocyanate có cấu trúc đối xứng để điều chế chất đàn hồi, các đoạn chất đàn hồi chứa cấu trúc đối xứng, lực hút giữa các đoạn phân tử tăng lên và độ kết tinh được tăng cường. Các tính chất cơ học khác nhau đã được cải thiện. Chất đàn hồi polyurethane được điều chế từ isocyanate thơm có cấu trúc vòng benzen cứng, làm tăng năng lượng kết dính của các phân đoạn cứng và dễ dàng hình thành các miền vi mô pha cứng giữa các phân đoạn mềm, khiến chất đàn hồi trải qua quá trình phân tách vi pha và cải thiện tính chất cơ học. của cải. Do đó, độ bền kéo, độ bền kéo và độ bền xé của nó đều cao hơn chất đàn hồi isocyanate aliphatic. Khi lượng isocyanate tăng lên, hàm lượng phân đoạn cứng của polyurethane tăng lên, năng lượng kết dính tăng lên, độ kết tinh tăng lên, độ linh hoạt giảm, độ giãn dài giảm và độ bền kéo, độ bền xé và ứng suất kéo tăng.

Tác dụng của bộ mở rộng chuỗi

Đối với cùng một loại prepolyme được làm từ cùng một polyol và cùng một diisocyanate, các tính chất cơ học của chất đàn hồi thu được là khác nhau khi sử dụng các chất kéo dài chuỗi khác nhau để kéo dài chuỗi. Do độ phân cực của nhóm urê được hình thành do phản ứng của chất kéo dài chuỗi diamine và diisocyanate mạnh hơn so với liên kết urethane thu được từ sự kéo dài chuỗi diol, nên các đoạn cứng tương ứng cũng dễ dàng tập hợp lại với nhau để tạo thành các đoạn cứng, do đó hydro Có nhiều liên kết hơn nên độ bền của liên kếtpolyuretanChất đàn hồi thu được khi kéo dài chuỗi diamine lớn hơn cường độ của chất đàn hồi thu được khi kéo dài chuỗi glycol.