Les élastomères de polyuréthane sont utilisés à l'état solide et leurs propriétés mécaniques sous diverses forces externes sont les indicateurs les plus importants de leurs performances. En général, les élastomères polyuréthanes sont les mêmes que les autres polymères et leurs propriétés sont liées au poids moléculaire, aux forces intermoléculaires, à la ténacité des segments, à la tendance à la cristallisation, à la ramification et à la réticulation, ainsi qu'à la position, la polarité et la taille des substituants. Cependant, les élastomères polyuréthanes se distinguent des polymères hydrocarbonés (PP, PE, etc.) par le fait que leur structure moléculaire est composée de segments mous (polyols oligomères) et de segments durs (polyisocyanates, réticulations à chaîne allongée, etc.). La force électrostatique entre les macromolécules, en particulier entre les segments durs, est très forte et un grand nombre de liaisons hydrogène se forment souvent. Cette forte force électrostatique n'affecte pas directement les propriétés mécaniques, elle peut également favoriser l'agrégation de segments durs, produire une séparation de microphases et améliorer les propriétés mécaniques et les propriétés à haute et basse température des élastomères.
Les propriétés mécaniques de l'élastomère polyuréthane dépendent de la tendance à la cristallisation de l'élastomère polyuréthane, en particulier de la tendance à la cristallisation du segment mou. Cependant, l'élastomère polyuréthane est utilisé dans un état hautement élastique et une cristallisation n'est pas attendue. Par conséquent, il est nécessaire de passer la formule et la conception du processus trouve un équilibre entre élasticité et résistance, de sorte que l'élastomère polyuréthane préparé ne cristallise pas à la température d'utilisation, ait une bonne élasticité et puisse cristalliser rapidement lorsqu'il est fortement étiré, et la température de fusion de cette cristallisation est proche de la température ambiante, lorsque la force externe est supprimée, le cristal fond rapidement, et cette structure cristalline réversible est très bénéfique pour améliorer la résistance mécanique de l'élastomère polyuréthane.
La cristallisation réversible de l'élastomère polyuréthane dépend principalement de la polarité, du poids moléculaire, de la force intermoléculaire et de la régularité de la structure du segment mou. La polarité moléculaire et la force intermoléculaire du polyester sont supérieures à celles du polyéther, de sorte que la résistance mécanique de l'élastomère polyester polyuréthane est supérieure à celle de l'élastomère polyéther polyuréthane ; les groupes latéraux dans le segment mou réduiront la cristallinité, ce qui réduira les performances du produit. propriétés mécaniques.
La structure du segment dur en polyuréthane a également une influence directe et indirecte sur les propriétés mécaniques de l'élastomère polyuréthane. Généralement, les diisocyanates aromatiques [tels que le diisocyanate de diphénylméthane (MDI), le diisocyanate de toluène (TDI)] sont plus gros que ceux des diisocyanates aliphatiques. Isocyanates [tels que le diisocyanate d'hexaméthylène (HDI)] ; les diisocyanates avec des structures symétriques (tels que le MDI) peuvent conférer une dureté, une résistance à la traction et une résistance à la déchirure plus élevées aux élastomères de polyuréthane ; L'effet des propriétés physiques et mécaniques est similaire à celui des diisocyanates.
La relation entre la résistance à la chaleur et la structure
La stabilité thermique des polymères peut être mesurée par la température de ramollissement et la température de décomposition thermique. En général, la température de décomposition thermique des élastomères polyuréthanes est inférieure à la température de ramollissement. D'une manière générale, les élastomères polyester polyuréthane ont une meilleure résistance à la chaleur que les élastomères polyéther polyuréthane ; pour les diisocyanates aromatiques, l'ordre de résistance à la chaleur est le suivant : diisocyanate de p-phénylène (PPDI)> Isocyanate de diisocyanate de 1,5-naphtalène (NDI)> MDI> TDI.
La relation entre les performances à basse température et la structure
L'élasticité des polymères à basse température est généralement mesurée par la température de transition vitreuse et le coefficient de résistance au froid (ou température de fragilisation). En général, la flexibilité à basse température de l'élastomère polyéther polyuréthane est meilleure que celle du polyester.
La relation entre la résistance à l’eau et la structure
L'effet de l'eau sur les élastomères polyuréthanes : plastification de l'eau (absorption d'eau) et dégradation de l'eau. Lorsque l'humidité relative est de 100 % : le taux d'absorption d'eau de l'élastomère polyester-polyuréthane est d'environ 1,1 % et la baisse des performances est d'environ 10 % ; le taux d'absorption d'eau de l'élastomère polyéther polyuréthane est d'environ 1,4 % et la baisse des performances est d'environ 20 % ; Cependant, la stabilité hydrolytique des élastomères polyéther polyuréthane est supérieure à celle des élastomères polyester polyuréthane.
Résistance aux huiles et aux produits chimiques en fonction de la structure
Les élastomères polyuréthanes ont une bonne résistance aux graisses et aux solvants apolaires. Généralement, les élastomères polyester polyuréthane ont de meilleures performances en termes de résistance à l'huile que les élastomères polyéther polyuréthane ; plus la dureté de l'élastomère polyuréthane est élevée, meilleure est la résistance à l'huile ; la résistance chimique des élastomères de polyuréthane polycaprolactone (tels que l'acide sulfurique, l'acide nitrique, etc.) est meilleure que celle des autres types de polyuréthane.
