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聚氨酯的形態(tài)結(jié)構(gòu)介紹

日期:2021-09-24 來源:上海威固化工制品有限公司 瀏覽次數(shù):

聚氨酯的性能,歸根結(jié)底受大分子鏈的形態(tài)結(jié)構(gòu)所影響。特別是聚氨酯彈性體材料,軟段和硬段的相分離對聚氨酯的性能至關(guān)重要,聚氨酯的獨特的柔韌性和寬范圍的物性可用兩相形態(tài)學(xué)來解釋。聚氨酯材料的性能在很大程度上取決于軟硬段的相結(jié)構(gòu)及微相分離程度。適度的相分離有利于改善聚合物的性能。

從微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)看,在聚氨酯中,強極性和剛性的氨基甲酸酯基等基團由于內(nèi)聚能大,分子間可以形成氫鍵,聚集在一起形成硬段微相區(qū),室溫下這些微區(qū)呈玻璃態(tài)次晶或微晶;極性較弱的聚醚鏈段或聚酯等鏈段聚集在一起形成軟段相區(qū)。軟段和硬段雖然有一定的混溶,但硬段相區(qū)與軟段相區(qū)具有熱力學(xué)不相容性質(zhì),導(dǎo)致產(chǎn)生微觀相分離,并且軟段微區(qū)及硬段微區(qū)表現(xiàn)出各自的玻璃化溫度。軟段相區(qū)主要影響材料的彈性及低溫性能。硬段之間的鏈段吸引力遠大于軟段之間的鏈段吸引力,硬相不溶于軟相中,而是分布其中,形成一種不連續(xù)的微相結(jié)構(gòu),常溫下在軟段中起物理交聯(lián)點的作用,并起增強作用。故硬段對材料的力學(xué)性能,特別是拉伸強度、硬度和耐撕裂強度具有重要影響。這就是聚氨酯彈性體中即使沒有化學(xué)交聯(lián),常溫下也能顯示高強度、高彈性的原因。聚氨酯彈性體中能否發(fā)生微相分離、微相分離的程度、硬相在軟相中分布的均勻性都直接影響彈性體的力學(xué)性能。

實際上,前面提到的軟段、硬段分子結(jié)構(gòu)、分子量等因素也影響聚氨酯的相分離。例如,聚氧化丙烯型聚氨酯由于軟段的極性與硬段相差大,相分離明顯,溶解在軟段中的硬段少,即軟段中的“交聯(lián)點”少,也是強度比聚酯型聚氨酯差的原因之一。