اثرات ساختارهای مختلف بر خواص الاستومرهای پلی اورتان
انواع مختلفی از مواد اولیه الاستومرهای پلی یورتان وجود دارد، ترکیب و آرایش گروه ها در ساختار ماکرومولکولی پیچیده است و روش های سنتز و روش های پردازش الاستومرهای پلی یورتان متنوع است که پیچیدگی ساختار شیمیایی الاستومرهای پلی اورتان و ترکیب فیزیکی آشکار تفاوت هایی که منجر به تغییر در خواص الاستومرهای پلی اورتان می شود.
الاستومر پلی اورتان در حالت جامد استفاده می شود و مقاومت مکانیکی آن تحت نیروهای خارجی مختلف مهمترین شاخص عملکرد آن است. به طور کلی، الاستومرهای پلی یورتان مانند سایر پلیمرها هستند و خواص آنها به وزن مولکولی، نیروهای بین مولکولی، چقرمگی قطعه، تمایل کریستالیزاسیون، انشعاب و اتصال عرضی و همچنین موقعیت، قطبیت و اندازه جانشین ها مربوط می شود. با این حال، الاستومرهای پلی یورتان با پلیمرهای مبتنی بر هیدروکربن (PP، PE، و غیره) متفاوت هستند و ساختار مولکولی آنها از بخش های نرم (الیگومر پلیول) و بخش های سخت (پلی ایزوسیانات ها، پسوندهای زنجیره ای و غیره) تشکیل شده است. عامل اتصال متقابل، و غیره) بلوک ها، نیروی الکترواستاتیک بین درشت مولکول های آن، به ویژه بین بخش های سخت، بسیار قوی است و تعداد زیادی پیوند هیدروژنی اغلب تشکیل می شود. این نیروی الکترواستاتیک قوی، علاوه بر مستقیم، علاوه بر تأثیر بر خواص مکانیکی، می تواند باعث تجمع قطعات سخت، ایجاد جداسازی میکروفاز و بهبود خواص مکانیکی و خواص دمای بالا و پایین الاستومرها شود.
1. رابطه بین خواص مکانیکی و ساختار
خواص مکانیکی الاستومر پلی اورتان به تمایل تبلور الاستومر پلی یورتان، به ویژه تمایل به تبلور بخش نرم بستگی دارد. با این حال، الاستومر پلی اورتان در حالت کشسانی بالا استفاده می شود و انتظار کریستالیزاسیون وجود ندارد. بنابراین لازم است فرمولاسیون پاس داده شود و طراحی فرآیند تعادلی بین الاستیسیته و استحکام پیدا کند، به طوری که الاستومر پلی اورتان تهیه شده در دمای استفاده متبلور نشود، خاصیت ارتجاعی خوبی داشته باشد و در صورت کشش زیاد بتواند به سرعت متبلور شود. دمای ذوب این تبلور در حدود دمای اتاق است، هنگامی که نیروی خارجی حذف می شود، کریستال به سرعت ذوب می شود و این ساختار کریستالی برگشت پذیر برای بهبود استحکام مکانیکی الاستومر پلی اورتان بسیار مفید است.
اینکه آیا الاستومر پلی اورتان می تواند تبلور برگشت پذیر داشته باشد عمدتاً به قطبیت، وزن مولکولی، نیروی بین مولکولی و نظم ساختار بخش نرم بستگی دارد. قطبیت مولکولی و نیروی بین مولکولی پلی استر از پلی اتر بیشتر است، بنابراین استحکام مکانیکی الاستومر پلی اورتان پلی استر بیشتر از الاستومر پلی اورتان پلی اتر است. گروه های جانبی در بخش نرم باعث کاهش بلورینگی می شود که باعث کاهش عملکرد محصول می شود. رفتار مکانیکی
ساختار قطعه سخت پلی اورتان نیز تأثیر مستقیم و غیرمستقیم بر خواص مکانیکی الاستومر پلی اورتان دارد. به طور کلی، دی ایزوسیانات های معطر (مانند MDI، TDI) بزرگتر از دی ایزوسیانات های استر (مانند HDI) هستند. دی ایزوسیانات ها با ساختارهای متقارن (مانند MDI) می توانند به الاستومر پلی اورتان سختی، استحکام کششی و استحکام پارگی بالاتری بدهند. اثر ساختار عامل اتصال عرضی گسترش زنجیره بر روی خواص مکانیکی الاستومر مشابه دی ایزوسیانات است.
2. رابطه بین مقاومت حرارتی و ساختار
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>TDI.
3. رابطه بین عملکرد دمای پایین و ساختار
کشش دمای پایین پلیمرها معمولاً با دمای انتقال شیشه و ضریب مقاومت به سرما (یا دمای شکنندگی) اندازه گیری می شود. به طور کلی، انعطاف پذیری دمای پایین الاستومر پلی اتر پلی اورتان بهتر از پلی استر است.
4. رابطه بین مقاومت در برابر آب و ساختار
تاثیر آب بر الاستومرهای پلی یورتان: پلاستیک سازی آب (جذب آب) و تخریب آب. هنگامی که رطوبت نسبی 100 درصد است: میزان جذب آب الاستومر پلی استر پلی اورتان حدود 1.1 درصد است و کاهش عملکرد حدود 10 درصد است. نرخ جذب آب الاستومر پلی اتر پلی اورتان حدود 1.4 درصد و کاهش عملکرد حدود 20 درصد است. با این حال، پایداری هیدرولیکی الاستومرهای پلی اتر پلی اورتان بیشتر از الاستومرهای پلی استر پلی اورتان است.
5. رابطه بین مقاومت روغن و مقاومت شیمیایی و ساختار
الاستومرهای پلی اورتان مقاومت خوبی در برابر گریس و حلال های غیر قطبی دارند. به طور کلی، الاستومرهای پلی استر پلی یورتان نسبت به الاستومرهای پلی اورتان پلی اتر در مقاومت در برابر چربی عملکرد بهتری دارند. هرچه سختی الاستومر پلی اورتان بیشتر باشد، مقاومت در برابر گریس بهتر است. مقاومت شیمیایی الاستومرهای پلی اورتان پلی کاپرولاکتون (مانند اسید سولفوریک، اسید نیتریک و غیره) عملکرد بهتری نسبت به سایر انواع پلی اورتان دارد. مقاومت کلی قلیایی الاستیسیته پلی اورتان و مقاومت در برابر حلال های قطبی قوی (مانند سیکلوهگزانون، آب تیانا و غیره) خوب نیست.
