ayx爱游戏聚氨酯分子结构及性能的关系
栏目:公司新闻 发布时间:2023-07-23

  ayx爱游戏聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反响而制成。聚氨酯的性能与其分子构造有关,而基团是分子的根本组成成分。通常,聚合物的各种性能,如力学强度、结晶度等与基团的聚能大小有关。聚氨酯分子中,除含有氨基甲酸酯基团外,不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。各基团对分子引力的影响可用组分中各不同基团的聚能表示,有关基团的聚能〔摩尔能〕见表2-11。

  聚醚、聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大局部,不同的低聚物多元醇与二异氰酸酯制备的聚氨酯性能各不一样。表2-12列出了各种低聚物种类与其聚氨酯性能的关系。

  线性聚氨酯〔弹性体〕的分子量在一定程度对力学性能有较大的影响,分子量的增加,那么聚氨酯材料的拉伸强度、伸长率和硬度增加,而在有机溶剂中溶解性下降。对高交联度的聚氨酯材料,如泡沫塑料、涂料等,分子量并非影响其性能的主要因素。

  温度对聚氨酯分子形态构造有影响,并影响到材料的性能。聚氨酯的初始反响温度可影响分子构造的规整性;热熟化即使反响基团完全反响,又使得基团和链节有时机排列有序;较高温度反响,可使得线性分子链形成少量支化和交联;而常温后熟化或低温放置,可使得聚合物分子链间形成氢键,并生适度的相别离,有利于性能的提高。

  注:1.A表示已二醇,E表示乙二醇,B表示丁二醇,P表示丙二醇,H表示已二醇,DE表示一缩二乙二醇,N表示新戊二醇,首写P表示“聚〞,THF表示四氢呋喃,PO表示氧化丙烯,EO表示氧化乙烯。

  构造规整、含极性及刚性基团多的线性聚氨酯,分子间氢键多,材料的结晶程度高,这影响聚氨酯的某些性能,如强度、耐溶剂性,聚氨酯材料的强度、硬度和软化点随结晶程度的增加而增加,伸长率和溶解性那么降低。对于某些应用,如单组分热塑性聚氨酯胶粘剂,要求结晶快,以获得初粘力。某些热塑性聚氨酯弹性体因结晶性高而脱模快。结晶聚合物经常由于折射光的各向异性而不透明。

  聚氨酯化学交联一般是由多元醇〔偶尔多元胺或其它多官能度原料〕原料或由高温、过量异氰酸酯而形成的交联键〔脲基甲酸酯和缩二脲等〕引起,交联密度取决于原料的用量。与氢键引起的物理交联相比,化学交联具有较好的热稳定性。

  聚氨酯泡沫塑料是交联型聚合物,其中软制裁泡沫塑料由长链聚醚〔或聚酯〕二醇及三醇与二异氰酸酯及扩链交联剂制成,具有较好的弹性、柔软性;硬质泡沫塑料由高官能度、低分子量的聚醚多元醇与多异氰酸酯〔PAPI〕等制成,由于很高的交联度和较多刚性苯环的存在,材料较脆。有研究说明,随着脲基甲酸酯、缩二脲等基团的增加,软质聚氨酯泡沫塑料的耐疲劳性能下降。

  由表2-11可见,酯基的聚能比脂肪烃和醚基的聚能高;脲基和氨基甲酸酯基的聚能高,极性强。因此聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型和聚烯烃型,聚氨酯-脲的聚力、粘附性及软化点比聚氨酯的高。

  聚氨酯材料的结晶性、相别离程度等与大分子之间和分子的吸引力有关,这些与组成聚氨酯的软段及硬段种类有关,也即与基团种类及密集程度有关。

  氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和含H原子的基团之间,与基团聚能大小有关,硬段的氨基甲酸酯或脲基的极性强,氢键多存在于硬段之间。据报道,聚氨酯中的多种基团的亚胺基〔NH〕大局部能形成氢键,而其局部是NH与硬段中的羰基形成的,小局部与软段中的醚氧基或酯羰基之间形成的ayx爱游戏。与分子化学键的键合力相比,氢键是一种物理吸引力,极性链段的严密排列促使氢键形成;在较高温度时,链段承受能量而活动,氢键消失。氢键起物理交联作用,它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。氢键越多,分子间作用力越强,材料的强度越高。

  假设在结晶性线性聚氨酯中引入少量支链或侧基,那么材料结晶性下降,交联密度增加到一定程度,软段失去结晶性,整个聚氨酯弹性体可由较坚硬的结晶态变为弹性较好的无定型态。在材料被拉伸时,拉伸应力使得软段分子基团的规整性提高,结晶性增加,会提高材料的强度。硬段的极性越强,越有利于材料的结晶。

  分子适度的交联可使聚氨酯材料硬度、软化温度和弹性模量增加,断裂伸长率、永久变形和在溶剂中的溶胀性降低。对于聚氨酯弹性体,适当交联,可制得机械强度优良、硬度高、富有弹性,且有优良耐磨、耐油、耐臭氧及耐热性等性能的材料。但假设交联过度,可使拉伸强度、伸长率等性能下降。

  聚氨酯由长链段原料与短链段原料聚合而成,是一种嵌段聚合物。一般长链二元醇构成软段,而硬段那么是由多异氰酸酯和扩链剂构成。软段和硬段种类影响着材料的软硬程度、强度等性能。

  聚氨酯制品品种繁多、形态各异,影响各种聚氨酯制品性能的因素很多,这些因素之间相互有一定的联系。对于聚氨酯弹性体材料、泡沫塑料,性能的决定因素各不一样,但有一些共性。