ผลกระทบของโครงสร้างต่างๆ ต่อคุณสมบัติของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์
มีหลายชนิดของวัตถุดิบของยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ องค์ประกอบและการจัดเรียงของกลุ่มในโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่มีความซับซ้อน และวิธีการสังเคราะห์และวิธีการประมวลผลของยูรีเทนอีลาสโตเมอร์มีหลากหลาย ซึ่งถือเป็นความซับซ้อนของโครงสร้างทางเคมีของยูรีเทนอีลาสโตเมอร์และ โครงสร้างทางกายภาพที่ชัดเจน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์
ยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ใช้ในสถานะของแข็ง และความแข็งแรงเชิงกลภายใต้แรงภายนอกต่างๆ เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดของประสิทธิภาพการทำงาน โดยทั่วไปแล้ว โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์จะเหมือนกับโพลีเมอร์อื่นๆ และคุณสมบัติของพอลิเมอร์นั้นสัมพันธ์กับน้ำหนักโมเลกุล แรงระหว่างโมเลกุล ความเหนียวของส่วน แนวโน้มการตกผลึก การแตกแขนงและการเชื่อมขวาง ตลอดจนตำแหน่ง ขั้ว และขนาดของหมู่แทนที่ อย่างไรก็ตาม โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์แตกต่างจากโพลีเมอร์ที่มีไฮโดรคาร์บอน (PP, PE เป็นต้น) และโครงสร้างโมเลกุลของโพลียูรีเทนประกอบด้วยส่วนที่อ่อนนุ่ม (oligomer polyols) และส่วนที่แข็ง (polyisocyanates, chain extensions เป็นต้น) สารเชื่อมขวาง ฯลฯ ) บล็อก แรงไฟฟ้าสถิตระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งระหว่างส่วนที่แข็ง และมักเกิดพันธะไฮโดรเจนจำนวนมาก แรงไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งนี้ นอกเหนือไปจากผลกระทบโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกลแล้ว ยังสามารถส่งเสริมการรวมตัวของส่วนที่แข็ง สร้างการแยกไมโครเฟส และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติอุณหภูมิสูงและต่ำของอีลาสโตเมอร์
1. ความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางกลกับโครงสร้าง
คุณสมบัติทางกลของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ขึ้นอยู่กับแนวโน้มการตกผลึกของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแนวโน้มการตกผลึกของส่วนที่อ่อนนุ่ม อย่างไรก็ตาม ยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ถูกใช้ในสภาวะยืดหยุ่นสูง และไม่คาดว่าจะเกิดการตกผลึก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องผ่านสูตรและการออกแบบกระบวนการพบความสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความแข็งแรงเพื่อให้ยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ที่เตรียมไว้ไม่ตกผลึกที่อุณหภูมิการใช้งานมีความยืดหยุ่นดีและสามารถตกผลึกได้อย่างรวดเร็วเมื่อยืดออกสูงและ อุณหภูมิหลอมเหลวของการตกผลึกนี้อยู่ที่อุณหภูมิห้อง เมื่อเอาแรงภายนอกออก คริสตัลจะละลายอย่างรวดเร็ว และโครงสร้างผลึกแบบพลิกกลับได้นี้มีประโยชน์มากในการปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์
ว่าโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์สามารถเกิดการตกผลึกแบบย้อนกลับได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับขั้ว น้ำหนักโมเลกุล แรงระหว่างโมเลกุล และความสม่ำเสมอของโครงสร้างของส่วนที่อ่อนนุ่ม ขั้วโมเลกุลและแรงระหว่างโมเลกุลของโพลีเอสเตอร์มีค่ามากกว่าโพลิอีเทอร์ ดังนั้นความแข็งแรงเชิงกลของโพลิยูรีเทนอีลาสโตเมอร์จึงมากกว่าโพลิอีเทอร์โพลิยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ กลุ่มด้านข้างในส่วนที่อ่อนนุ่มจะลดความเค็มซึ่งจะลดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ พฤติกรรมทางกล
โครงสร้างของส่วนแข็งของโพลียูรีเทนนั้นมีผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อมต่อคุณสมบัติทางกลของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ โดยทั่วไป อะโรมาติกไดไอโซไซยาเนต (เช่น MDI, TDI) มีขนาดใหญ่กว่าเอสเทอร์ไดไอโซไซยาเนต (เช่น HDI); ไดไอโซไซยาเนตที่มีโครงสร้างสมมาตร ( เช่น MDI) สามารถให้โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์มีความแข็ง ความต้านทานแรงดึง และความต้านทานการฉีกขาดสูงขึ้น ผลกระทบของโครงสร้างสารเชื่อมขวางส่วนขยายสายโซ่ต่อคุณสมบัติทางกลของอีลาสโตเมอร์คล้ายกับไดไอโซไซยาเนต
2. ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานความร้อนกับโครงสร้าง
The thermal stability of polymers can be measured by softening temperature and thermal decomposition temperature. In general, the thermal decomposition temperature of polyurethane elastomers is lower than the softening temperature. Generally speaking, polyester polyurethane elastomers have better heat resistance than polyether polyurethane elastomers; for aromatic diisocyanates, the heat resistance sequence is PPDI>NDI>MDI>ทีดีไอ.
3. ความสัมพันธ์ระหว่างสมรรถนะและโครงสร้างที่อุณหภูมิต่ำ
ความยืดหยุ่นของอุณหภูมิต่ำของโพลีเมอร์มักจะวัดจากอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วและค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานความเย็น (หรืออุณหภูมิการแตกตัว) โดยทั่วไปความยืดหยุ่นของพอลิอีเทอร์โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ที่อุณหภูมิต่ำนั้นดีกว่าโพลิเอสเตอร์
4. ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานน้ำกับโครงสร้าง
ผลกระทบของน้ำต่อโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์: การทำให้เป็นพลาสติกของน้ำ (การดูดซึมน้ำ) และการเสื่อมสภาพของน้ำ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 100 เปอร์เซ็นต์ อัตราการดูดซึมน้ำของโพลีเอสเตอร์ยูรีเทนอีลาสโตเมอร์อยู่ที่ประมาณ 1.1 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพการทำงานลดลงประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ อัตราการดูดซึมน้ำของ polyether polyurethane elastomer ประมาณ 1.4 เปอร์เซ็นต์ และประสิทธิภาพลดลงประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์; อย่างไรก็ตาม ความคงตัวทางไฮโดรไลติกของพอลิอีเทอร์ โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์นั้นมากกว่าโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์
5. ความสัมพันธ์ระหว่างความทนทานต่อน้ำมันกับความทนทานต่อสารเคมีและโครงสร้าง
โพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์มีความทนทานต่อจารบีและตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว โดยทั่วไปแล้ว โพลิยูรีเทนอีลาสโตเมอร์จะมีสมรรถนะในการต้านทานจาระบีได้ดีกว่าโพลิยูรีเทนอีลาสโตเมอร์ ยิ่งความแข็งของโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์สูงเท่าไรก็ยิ่งต้านทานจาระบีได้ดีเท่านั้น ความทนทานต่อสารเคมีของโพลิคาโพรแลกโทนโพลียูรีเทนอีลาสโตเมอร์ (เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไนตริก เป็นต้น) มีประสิทธิภาพดีกว่าโพลียูรีเทนชนิดอื่นๆ ความต้านทานด่างโดยรวมของความยืดหยุ่นของโพลียูรีเทนและความต้านทานต่อตัวทำละลายที่มีขั้วอย่างแรง (เช่น ไซโคลเฮกซาโนน น้ำเทียนน่า ฯลฯ) นั้นไม่ดี
