Mechanische eigenschappen en structuur van polyurethaanelastomeer

Mechanische eigenschappen en structuur vanpolyurethaanelastomeer

Mechanische eigenschappen

De structuur en lengte van de zachte en harde segmenten in het polyurethaanelastomeer, en de kracht tussen de zachte en harde segmenten, hebben allemaal een directe invloed op de mechanische eigenschappen van het elastomeer. Bovendien zijn de mate van microfasescheiding en de uniformiteit van de verdeling van harde segmenten in zachte segmenten ook belangrijke factoren die de mechanische eigenschappen van microfasen kunnen beïnvloeden.polyurethaanelastomeren.
Het effect van zacht segment op de mechanische eigenschappen vanpolyurethaanelastomeer

Invloed van het polyoltype

De flexibele segmenten vanpolyurethaanelastomeren bestaan ​​hoofdzakelijk uit oligomere polyolen, die kunnen worden onderverdeeld in polyesterpolyolen, polyetherpolyolen en polyolefinepolyolen. Hun hoofdketenstructuur beïnvloedt de treksterkte van het elastomeer. , Scheursterkte en andere eigenschappen hebben een grotere impact. Vaak gebruikte polyolen omvatten voornamelijk het polyestertype en het polyethertype. Het polyesterpolyolmolecuul bevat meer polaire estergroepen, die een grotere cohesie-energie hebben en sterkere intramoleculaire waterstofbruggen kunnen vormen. Daarom heeft het door polyesterpolyol gepolymeriseerde elastomeer een hogere reksterkte, scheursterkte en goede slijtvastheid en oliebestendigheid; inpolyurethaanelastomeren gemaakt van polyetherpolyolen, is de cohesie-energie van etherbindingen laag en zijn de aangrenzende methyleengroepen ethergebonden. De zuurstofatomen worden gescheiden, en de waterstofatomen op de gescheiden methyleengroepen worden ook verder gescheiden, wat de wederzijdse afstotende kracht tussen de waterstofatomen van de methyleengroepen verzwakt. Daarom heeft het door polyetherpolyol gepolymeriseerde polyurethaanelastomeer een lagere glasovergangstemperatuur, hogere weersbestendigheid, hydrolytische stabiliteit en schimmelbestendigheid, maar heeft slechte mechanische eigenschappen.

De invloed van het molecuulgewicht van polyol In het algemeen de mechanische eigenschappen van polyetherpolyurethaanelastomeren nemen af ​​met de toename van het molecuulgewicht van polyolen. Dit komt omdat naarmate het molecuulgewicht van de polyetherpolyol toeneemt, het aantal etherbindingen toeneemt, wat de flexibiliteit van de polyol verbetert.polyurethaanelastomeer segment. Daarom nemen de mechanische eigenschappen zoals de treksterkte van het elastomeer af. Het tegenovergestelde geldt voor polyester-polyurethaanelastomeren. Dit komt doordat naarmate het molecuulgewicht van het polyesterpolyol toeneemt, het aantal methyleengroepen en het aantal estergroepen toeneemt, de kracht tussen de moleculen en de verknoping van waterstofbruggen toeneemt en de kristalliniteit van het segment versterkt, de hardheid, treksterkte, scheursterkte en trekspanning van het product zijn verbeterd.
Invloed van het harde segment op de mechanische eigenschappen vanPolyurethaanElastomeer
Inpolyurethaanelastomeren kunnen alleen als de cohesie-energie van de stijve segmenten groot genoeg is, met elkaar associëren om een ​​harde segmentfase te vormen. De factoren die de cohesie-energie van stijve segmenten beïnvloeden zijn het type en de hoeveelheid diisocyanaat en het type ketenverlenger.

Effect van isocyanaat

Het type isocyanaat heeft een grotere invloed op de mechanische eigenschappen vanpolyurethaanelastomeren. Wanneer isocyanaten met een symmetrische structuur worden gebruikt om elastomeren te bereiden, bevatten de elastomeersegmenten symmetrische structuren, neemt de aantrekkingskracht tussen moleculaire segmenten toe en wordt de kristalliniteit verbeterd. Diverse mechanische eigenschappen zijn verbeterd. Polyurethaanelastomeren bereid uit aromatische isocyanaten hebben een stijve benzeenringstructuur, die de cohesie-energie van de harde segmenten verhoogt, en het is gemakkelijk om harde fase-microdomeinen te vormen tussen de zachte segmenten, waardoor het elastomeer microfasescheiding ondergaat en de mechanische eigenschappen worden verbeterd. eigenschappen. Daarom zijn de treksterkte, trekspanning en scheursterkte allemaal hoger dan die van alifatische isocyanaat-elastomeren. Wanneer de hoeveelheid isocyanaat toeneemt, neemt het gehalte aan harde segmenten van polyurethaan toe, neemt de cohesie-energie toe, neemt de kristalliniteit toe, neemt de flexibiliteit af, neemt de rek af en nemen de treksterkte, scheursterkte en trekspanning toe.

De invloed van ketenverlengers

Voor hetzelfde prepolymeer gemaakt van hetzelfde polyol en hetzelfde diisocyanaat zijn de mechanische eigenschappen van de verkregen elastomeren verschillend wanneer verschillende ketenverlengers worden gebruikt om de keten te verlengen. Omdat de polariteit van de ureumgroep gevormd door de reactie van de diamineketenverlenger en het diisocyanaat sterker is dan die van de urethaanbinding verkregen door de diolketenverlenging, zijn de overeenkomstige stijve segmenten ook gemakkelijk samen te brengen om harde segmenten te vormen. waterstof Er zijn meer bindingen, dus de sterkte van depolyurethaanHet elastomeer verkregen door de diamineketenverlenging is groter dan de sterkte van het elastomeer verkregen door de glycolketenverlenging.