Propriétés mécaniques et structure depolyuréthaneélastomère
Propriétés mécaniques
La structure et la longueur des segments souples et durs de l'élastomère polyuréthane, ainsi que la force entre les segments souples et durs, affectent toutes directement les propriétés mécaniques de l'élastomère. De plus, la possibilité d'une séparation des microphases, le degré de séparation des microphases et l'uniformité de la répartition des segments durs dans les segments mous sont également des facteurs importants qui affectent les propriétés mécaniques depolyuréthaneélastomères.L'effet du segment mou sur les propriétés mécaniques depolyuréthaneélastomère
Influence du type de polyol
Les segments flexibles depolyuréthaneles élastomères sont principalement composés de polyols oligomères, qui peuvent être divisés en polyester-polyols, polyéther-polyols et polyoléfines-polyols. Leur structure de chaîne principale affecte la résistance à la traction de l'élastomère. , La résistance à la déchirure et d'autres propriétés ont un plus grand impact. Les polyols fréquemment utilisés comprennent principalement le type polyester et le type polyéther. La molécule de polyester polyol contient des groupes ester plus polaires, qui ont une plus grande énergie de cohésion et peuvent former des liaisons hydrogène intramoléculaires plus fortes. Par conséquent, l'élastomère polymérisé par le polyester polyol a une résistance à l'étirement, une résistance à la déchirure et une bonne résistance à l'abrasion et à l'huile plus élevées ; danspolyuréthaneélastomères fabriqués à partir de polyéther polyols, l'énergie de cohésion des liaisons éther est faible et les groupes méthylène adjacents sont liés à l'éther. Les atomes d'oxygène sont séparés et les atomes d'hydrogène sur les groupes méthylène séparés sont également séparés davantage, ce qui affaiblit la force de répulsion mutuelle entre les atomes d'hydrogène des groupes méthylène. Par conséquent, l'élastomère polyuréthane polymérisé par le polyéther polyol a une température de transition vitreuse plus basse, une résistance aux intempéries, une stabilité hydrolytique et une résistance aux moisissures plus élevées, mais a de mauvaises propriétés mécaniques.
L'influence du poids moléculaire du polyol D'une manière générale, les propriétés mécaniques du polyétherpolyuréthaneles élastomères diminuent avec l'augmentation du poids moléculaire du polyol. En effet, à mesure que le poids moléculaire du polyéther polyol augmente, le nombre de liaisons éther augmente, ce qui améliore la flexibilité du polyol.polyuréthanesegment en élastomère. Par conséquent, les propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction de l’élastomère diminuent. L’inverse est vrai pour les élastomères polyester polyuréthane. En effet, à mesure que le poids moléculaire du polyester polyol augmente, le nombre de groupes méthylène et le nombre de groupes ester augmentent, la force entre les molécules et la réticulation des liaisons hydrogène augmentent et la cristallinité du segment renforce, le la dureté, la résistance à la traction, la résistance à la déchirure et la contrainte de traction du produit ont été améliorées.Influence du segment dur sur les propriétés mécaniques dePolyuréthaneÉlastomère
DanspolyuréthaneLes élastomères, ce n'est que lorsque l'énergie de cohésion des segments rigides est suffisamment grande qu'ils peuvent s'associer les uns aux autres pour former une phase de segment dur. Les facteurs qui affectent l'énergie de cohésion des segments rigides sont le type et la quantité de diisocyanate et le type d'extenseur de chaîne.
Effet de l'isocyanate
Le type d'isocyanate a un plus grand impact sur les propriétés mécaniques dupolyuréthaneélastomères. Lors de l'utilisation d'isocyanates à structure symétrique pour préparer des élastomères, les segments d'élastomère contiennent des structures symétriques, l'attraction entre les segments moléculaires augmente et la cristallinité est améliorée. Diverses propriétés mécaniques ont été améliorées. Les élastomères de polyuréthane préparés à partir d'isocyanates aromatiques ont une structure de cycle benzénique rigide, qui augmente l'énergie de cohésion des segments durs, et il est facile de former des microdomaines de phase dure entre les segments mous, provoquant une séparation de microphases de l'élastomère et améliorant la mécanique. propriétés. Par conséquent, sa résistance à la traction, sa contrainte à la traction et sa résistance à la déchirure sont toutes supérieures à celles des élastomères isocyanates aliphatiques. Lorsque la quantité d'isocyanate augmente, la teneur en segments durs du polyuréthane augmente, l'énergie de cohésion augmente, la cristallinité augmente, la flexibilité diminue, l'allongement diminue et la résistance à la traction, la résistance à la déchirure et la contrainte de traction augmentent.
L'influence des rallonges de chaînePour un même prépolymère fabriqué à partir du même polyol et du même diisocyanate, les propriétés mécaniques des élastomères obtenus sont différentes lorsque différents allongeurs de chaîne sont utilisés pour allonger la chaîne. Étant donné que la polarité du groupe urée formé par la réaction de l'allongeur de chaîne diamine et du diisocyanate est plus forte que celle de la liaison uréthane obtenue par l'extension de chaîne diol, les segments rigides correspondants sont également faciles à rassembler pour former des segments durs, ainsi hydrogène Il y a plus de liaisons, donc la force dupolyuréthaneL'élastomère obtenu par l'extension de chaîne diamine est supérieure à la résistance de l'élastomère obtenu par l'extension de chaîne glycol.
