一:基团的内聚能 聚氨酯材料大多由聚酯、聚醚等长链多元醇与多异氰酸酯、扩链剂或交联剂反应而制成。聚氨酯的性能与其分子结构有关,而基团是分子的基本组成成分。通常,聚合物的各种性能,如力学强度、结晶度等基团的内聚能大小有关。聚氨酯分子中,除含有氨基甲酸酯基团外,不同的聚氨酯制品中还有酯基、醚基、脲基、脲基甲酸酯基、缩二脲、芳环及脂链等基团中的一种或多种。 二:氢键 氢键存在于含电负性较强的氮原子、氧原子的基团和H原子的基团之间,与基团内聚能大小有关,硬段的氨基甲酸或脲基的极性强,氢键多存在于硬段之间。氢键是一种物理吸引力,它比原子之间的键合力小得多,但大量氢键的存在,在极性聚合物中是影响性能的重要因素之一。氢键具有可逆性,在较低温度时,极性链段的紧密排列促使氢键形成;在较高温度时,链段接受能量而活动,氢键消失。氢键起物理交联作用,它可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性。氢键越多,分子间作用力越强,材料的强度越高。 三:结晶性 结构规整、含极性及刚性基团多的线性聚氨酯,分子间氢键多,材料的结晶程度高,这影响聚氨酯的某些性能。 四:交联度 分子内适度的交联可使聚氨酯材料硬度、软化温度和弹性模量增加,断裂伸长率、永久变形和在溶剂中的溶胀性降低。聚氨酯化学交联一般是由多元醇原料或由高温、过量异氰酸酯而形成的交联键引起,交联密度取决于原料的用量。与氢键引起的物理交联相比,化学交联具有较好的热稳定性。 五:分子量 线性聚氨酯的分子量在一定程度内对力学能有较大的影响,分子量的增加,则聚氨酯材料的拉伸强度、伸长率和硬度增加,而在有机溶剂中的溶解性下降。 六:温度 温度对聚氨酯分子形态结构有影响,并影响到材料的性能。初始反应温度可影响分子结构的规整性;较高温度反应,可使得线性分子链形成少量支化和交联;常温或熟化或低温放置,可使得聚合物分子链间形成氢键,并产生适度的相分离,有利于性能的提高。 |