Los elastómeros de poliuretano se utilizan en estado sólido y sus propiedades mecánicas bajo diversas fuerzas externas son los indicadores más importantes de su rendimiento. En general, los elastómeros de poliuretano son iguales a otros polímeros y sus propiedades están relacionadas con el peso molecular, las fuerzas intermoleculares, la tenacidad del segmento, la tendencia a la cristalización, la ramificación y la reticulación, así como con la posición, polaridad y tamaño de los sustituyentes. Sin embargo, los elastómeros de poliuretano se diferencian de los polímeros a base de hidrocarburos (PP, PE, etc.) en que su estructura molecular está compuesta de segmentos blandos (polioles oligómeros) y segmentos duros (poliisocianatos, enlaces cruzados de cadena extendida, etc.). La fuerza electrostática entre las macromoléculas, especialmente entre los segmentos duros, es muy fuerte y a menudo se forman un gran número de enlaces de hidrógeno. Esta fuerte fuerza electrostática no afecta directamente las propiedades mecánicas, también puede promover la agregación de segmentos duros, producir separación de microfases y mejorar las propiedades mecánicas y las propiedades de alta y baja temperatura de los elastómeros.
Las propiedades mecánicas del elastómero de poliuretano dependen de la tendencia a la cristalización del elastómero de poliuretano, especialmente de la tendencia a la cristalización del segmento blando. Sin embargo, el elastómero de poliuretano se utiliza en un estado altamente elástico y no se espera cristalización. Por lo tanto, es necesario pasar la fórmula y el diseño del proceso encuentra un equilibrio entre elasticidad y resistencia, de modo que el elastómero de poliuretano preparado no cristalice a la temperatura de uso, tenga buena elasticidad y pueda cristalizar rápidamente cuando está muy estirado, y la temperatura de fusión de esta cristalización es aproximadamente la temperatura ambiente, cuando se elimina la fuerza externa, el cristal se funde rápidamente y esta estructura cristalina reversible es muy beneficiosa para mejorar la resistencia mecánica del elastómero de poliuretano.
Que el elastómero de poliuretano pueda tener una cristalización reversible depende principalmente de la polaridad, el peso molecular, la fuerza intermolecular y la regularidad de la estructura del segmento blando. La polaridad molecular y la fuerza intermolecular del poliéster es mayor que la del poliéter, por lo que la resistencia mecánica del elastómero de poliéster poliuretano es mayor que la del elastómero de poliéter poliuretano; los grupos laterales en el segmento blando reducirán la cristalinidad, lo que reducirá el rendimiento del producto. propiedades mecánicas.
La estructura del segmento duro de poliuretano también influye directa e indirectamente en las propiedades mecánicas del elastómero de poliuretano. Generalmente, los diisocianatos aromáticos [como el diisocianato de difenilmetano (MDI) y el diisocianato de tolueno (TDI)] son más grandes que los de los diisocianatos alifáticos. isocianatos [tales como diisocianato de hexametileno (HDI)]; los diisocianatos con estructuras simétricas (como el MDI) pueden impartir mayor dureza, resistencia a la tracción y resistencia al desgarro a los elastómeros de poliuretano; El efecto de las propiedades físicas y mecánicas es similar al de los diisocianatos.
La relación entre resistencia al calor y estructura.
La estabilidad térmica de los polímeros se puede medir mediante la temperatura de reblandecimiento y la temperatura de descomposición térmica. En general, la temperatura de descomposición térmica de los elastómeros de poliuretano es inferior a la temperatura de reblandecimiento. En términos generales, los elastómeros de poliéster poliuretano tienen mejor resistencia al calor que los elastómeros de poliéter poliuretano; para los diisocianatos aromáticos, el orden de resistencia al calor es: diisocianato de p-fenileno (PPDI)>diisocianato de 1,5-naftaleno Isocianato (NDI)>MDI>TDI.
La relación entre el rendimiento a baja temperatura y la estructura.
La elasticidad de los polímeros a baja temperatura generalmente se mide mediante la temperatura de transición vítrea y el coeficiente de resistencia al frío (o temperatura de fragilidad). En general, la flexibilidad a bajas temperaturas del elastómero de poliéter poliuretano es mejor que la del poliéster.
La relación entre resistencia al agua y estructura.
El efecto del agua sobre los elastómeros de poliuretano: plastificación del agua (absorción de agua) y degradación del agua. Cuando la humedad relativa es del 100%: la tasa de absorción de agua del elastómero de poliéster poliuretano es de aproximadamente el 1,1% y la disminución del rendimiento es de aproximadamente el 10%; la tasa de absorción de agua del elastómero de poliéter poliuretano es de aproximadamente el 1,4% y la disminución del rendimiento es de aproximadamente el 20%; Sin embargo, la estabilidad hidrolítica de los elastómeros de poliéter poliuretano es mayor que la de los elastómeros de poliéster poliuretano.
Resistencia al aceite y a los productos químicos en función de la estructura.
Los elastómeros de poliuretano tienen buena resistencia a las grasas y a los disolventes no polares. Generalmente, los elastómeros de poliéster poliuretano tienen mejor rendimiento en resistencia al aceite que los elastómeros de poliéter poliuretano; cuanto mayor sea la dureza del elastómero de poliuretano, mejor será la resistencia al aceite; La resistencia química de los elastómeros de poliuretano de policaprolactona (como el ácido sulfúrico, el ácido nítrico, etc.) es mejor que la de otros tipos de poliuretano.
