ポリウレタンエラストマーの特性に対する異なる構造の影響
ポリウレタンエラストマーの原料には多くの種類があり、高分子構造中の基の組成および配置は複雑であり、ポリウレタンエラストマーの合成方法および加工方法は様々であり、これはポリウレタンエラストマーの化学構造の複雑さおよび明らかな物理的立体構造を構成する。違いは、ポリウレタンエラストマーの特性の変化をもたらす。
ポリウレタンエラストマーは固体状態で使用され、様々な外力下での機械的強度は、その性能の最も重要な指標である。一般に、ポリウレタンエラストマーは他のポリマーと同じであり、その特性は分子量、分子間力、セグメント靭性、結晶化傾向、分岐および架橋、ならびに置換基の位置、極性およびサイズに関連する。しかしながら、ポリウレタンエラストマーは炭化水素系(PP、PE等)ポリマーとは異なり、その分子構造はソフトセグメント(オリゴマーポリオール)とハードセグメント(ポリイソシアネート、鎖延長など)から構成される。架橋剤等)ブロックは、その巨大分子間、特にハードセグメント間で静電力が非常に強く、かつ多数の水素結合がしばしば形成される。この強い静電力は、直接に加えて機械的特性に影響を与えることに加えて、ハードセグメントの凝集を促進し、ミクロ相分離を生成し、エラストマーの機械的特性および高温および低温特性を改善することもできる。
1. 機械的性質と構造の関係
ポリウレタンエラストマーの機械的特性は、ポリウレタンエラストマーの結晶化傾向、特にソフトセグメントの結晶化傾向に依存する。しかしながら、ポリウレタンエラストマーは高弾性状態で使用されており、結晶化は期待できない。したがって、調製されたポリウレタンエラストマーが使用温度で結晶化せず、良好な弾性を有し、かつ高度に延伸されたときに迅速に結晶化することができ、かつこの結晶化の溶融温度が室温付近であり、外力が除去されるとき、 結晶は急速に溶融し、この可逆的な結晶構造はポリウレタンエラストマーの機械的強度を改善するのに非常に有益である。
ポリウレタンエラストマーが可逆的結晶化を有することができるかどうかは、主に、ソフトセグメントの構造の極性、分子量、分子間力および規則性に依存する。ポリエステルの分子極性および分子間力はポリエーテルのそれより大きいので、ポリエステルポリウレタンエラストマーの機械的強度はポリエーテルポリウレタンエラストマーのそれより大きい;ソフトセグメントのサイドグループは結晶性を低下させ、製品の性能を低下させます。機械的な動作。
ポリウレタンハードセグメントの構造はまた、ポリウレタンエラストマーの機械的特性に直接的および間接的な影響を及ぼす。一般に、芳香族ジイソシアネート(MDI、TDIなど)はエステルジイソシアネート(HDIなど)よりも大きい。対称構造(MDIなど)を有するジイソシアネートは、ポリウレタンエラストマーにより高い硬度、引張強度および引裂強度を与えることができる。エラストマーの機械的特性に対する鎖延長架橋剤構造の影響は、ジイソシアネートのそれと同様である。
2. 耐熱性と構造の関係
ポリマーの熱安定性は、軟化温度及び熱分解温度により測定することができる。一般に、ポリウレタンエラストマーの熱分解温度は軟化温度よりも低い。一般的に言えば、ポリエステルポリウレタンエラストマーはポリエーテルポリウレタンエラストマーよりも優れた耐熱性を有する。芳香族ジイソシアネートの場合、耐熱性シーケンスはPPDI>NDI>MDI>TDIです。
3. 低温性能と構造の関係
ポリマーの低温弾性は、通常、ガラス転移温度と耐寒係数(又は脆化温度)により測定される。一般に、ポリエーテルポリウレタンエラストマーの低温柔軟性はポリエステルのそれよりも優れている。
4. 耐水性と構造の関係
ポリウレタンエラストマーに対する水の影響:水の可塑化(吸水)および水の劣化。相対湿度が100%の場合:ポリエステルポリウレタンエラストマーの吸水率は約1.1%であり、性能低下は約10%である。ポリエーテルポリウレタンエラストマーの吸水率は約1.4%であり、性能低下は約20%である。しかしながら、ポリエーテルポリウレタンエラストマーの加水分解安定性は、ポリエステルポリウレタンエラストマーのそれよりも大きい。
5. 耐油性と耐薬品性の関係と構造
ポリウレタンエラストマーは、グリースおよび非極性溶剤に対して良好な耐性を有する。一般に、ポリエステルポリウレタンエラストマーは、ポリエーテルポリウレタンエラストマーよりも耐グリース性において優れた性能を有する。ポリウレタンエラストマーの硬度が高いほど、耐グリース性は良好です。ポリカプロラクトンポリウレタンエラストマー(硫酸、硝酸など)の耐薬品性は、他のタイプのポリウレタンよりも優れています。ポリウレタンの弾性の全体的な耐アルカリ性と強い極性溶媒(シクロヘキサノン、ティアンナ水など)に対する耐性は良くありません。
