A poliuretán elasztomereket szilárd állapotban használják, és különböző külső erők hatására mechanikai tulajdonságaik a legfontosabb mutatói teljesítményüknek. Általában a poliuretán elasztomerek ugyanazok, mint a többi polimer, és tulajdonságaik a molekulatömeggel, az intermolekuláris erőkkel, a szegmens szívósságával, a kristályosodási tendenciával, az elágazódással és a térhálósodással, valamint a szubsztituensek helyzetével, polaritásával és méretével kapcsolatosak. A poliuretán elasztomerek azonban abban különböznek a szénhidrogén alapú (PP, PE stb.) polimerektől, hogy molekulaszerkezetük lágy szegmensekből (oligomer poliolok) és kemény szegmensekből (poliizocianátok, lánchosszabbított keresztkötések stb.) épül fel. A makromolekulák, különösen a kemény szegmensek közötti elektrosztatikus erő nagyon erős, és gyakran nagyszámú hidrogénkötés jön létre. Ez az erős elektrosztatikus erő nem befolyásolja közvetlenül az elasztomerek mechanikai tulajdonságain túlmenően elősegítheti a kemény szegmensek aggregációját, mikrofázisú elválasztást, valamint javíthatja az elasztomerek mechanikai tulajdonságait, valamint magas és alacsony hőmérsékletű tulajdonságait.
A poliuretán elasztomer mechanikai tulajdonságai a poliuretán elasztomer kristályosodási hajlamától, különösen a lágy szegmens kristályosodási hajlamától függenek. A poliuretán elasztomert azonban nagy rugalmasságú állapotban használják, és kristályosodás nem várható. Ezért át kell adni a képletet és az eljárás tervezése megtalálja az egyensúlyt a rugalmasság és a szilárdság között, hogy az elkészített poliuretán elasztomer ne kristályosodjon ki a használati hőmérsékleten, jó legyen a rugalmassága, és gyorsan kristályosodjon, ha erősen megnyúlik, és ennek a kristályosodásnak az olvadáspontja szobahőmérséklet körül van, amikor a külső erőt eltávolítják, a kristály gyorsan megolvad, és ez a visszafordítható kristályszerkezet nagyon előnyös a poliuretán elasztomer mechanikai szilárdságának javításában.
Az, hogy a poliuretán elasztomer reverzibilis kristályosodással rendelkezhet-e, elsősorban a polaritástól, molekulatömegtől, intermolekuláris erőtől és a lágy szegmens szerkezetének szabályosságától függ. A poliészter molekuláris polaritása és intermolekuláris ereje nagyobb, mint a poliéteré, ezért a poliészter-poliuretán elasztomer mechanikai szilárdsága nagyobb, mint a poliéter-poliuretán elasztomeré; a lágy szegmens oldalsó csoportjai csökkentik a kristályosságot, ami csökkenti a termék teljesítményét. mechanikai tulajdonságok.
A kemény poliuretán szegmens szerkezete közvetlen és közvetett hatással is van a poliuretán elasztomer mechanikai tulajdonságaira. Általában az aromás diizocianátok [mint például a difenil-metán-diizocianát (MDI), a toluol-diizocianát (TDI)] nagyobbak, mint az alifás diizocianátok. izocianátok [például hexametilén-diizocianát (HDI)]; a szimmetrikus szerkezetű diizocianátok (például MDI) nagyobb keménységet, szakítószilárdságot és szakítószilárdságot kölcsönözhetnek a poliuretán elasztomereknek; A fizikai és mechanikai tulajdonságok hatása hasonló a diizocianátokéhoz.
A hőállóság és a szerkezet kapcsolata
A polimerek hőstabilitása a lágyulási hőmérséklettel és a hőbomlási hőmérséklettel mérhető. Általában a poliuretán elasztomerek hőbomlási hőmérséklete alacsonyabb, mint a lágyulási hőmérséklet. Általánosságban elmondható, hogy a poliészter-poliuretán elasztomerek hőállósága jobb, mint a poliéter-poliuretán elasztomerek; aromás diizocianátok esetében a hőállósági sorrend: p-fenilén-diizocianát (PPDI)>1,5-naftalin-diizocianát Izocianát (NDI)>MDI>TDI.
Az alacsony hőmérsékletű teljesítmény és a szerkezet kapcsolata
A polimerek alacsony hőmérsékletű rugalmasságát általában az üvegesedési hőmérséklettel és a hidegállósági együtthatóval (vagy ridegedési hőmérséklettel) mérik. Általánosságban elmondható, hogy a poliéter-poliuretán elasztomer alacsony hőmérsékletű rugalmassága jobb, mint a poliészteré.
A vízállóság és a szerkezet kapcsolata
A víz hatása poliuretán elasztomerekre: vízplasztikáció (vízfelvétel) és vízlebontás. Ha a relatív páratartalom 100%: a poliészter poliuretán elasztomer vízfelvételi sebessége körülbelül 1,1%, és a teljesítménycsökkenés körülbelül 10%; a poliéter-poliuretán elasztomer vízfelvételi sebessége körülbelül 1,4%, a teljesítménycsökkenés pedig körülbelül 20%; A poliéter-poliuretán elasztomerek hidrolitikus stabilitása azonban nagyobb, mint a poliészter-poliuretán elasztomereké.
Olaj- és vegyszerállóság a szerkezet függvényében
A poliuretán elasztomerek jól ellenállnak a zsírral és a nem poláris oldószerekkel szemben. Általában a poliészter-poliuretán elasztomerek jobb olajállósággal rendelkeznek, mint a poliéter-poliuretán elasztomerek; minél nagyobb a poliuretán elasztomer keménysége, annál jobb az olajállóság; a polikaprolakton poliuretán elasztomerek (például kénsav, salétromsav stb.) vegyszerállósága jobb, mint más típusú poliuretánoké.
