Полиуретановите еластомери се използват в твърдо състояние и техните механични свойства при различни външни сили са най-важните показатели за тяхното представяне. Като цяло полиуретановите еластомери са същите като другите полимери и техните свойства са свързани с молекулното тегло, междумолекулните сили, жилавостта на сегмента, склонността към кристализация, разклоняването и омрежването, както и позицията, полярността и размера на заместителите. Полиуретановите еластомери обаче се различават от полимерите на основата на въглеводороди (PP, PE и т.н.) по това, че тяхната молекулна структура е съставена от меки сегменти (олигомерни полиоли) и твърди сегменти (полиизоцианати, напречни връзки с удължена верига и др.). Електростатичната сила между макромолекулите, особено между твърдите сегменти, е много силна и често се образуват голям брой водородни връзки. Тази силна електростатична сила не засяга пряко В допълнение към механичните свойства, тя може също да насърчи агрегацията на твърди сегменти, да доведе до разделяне на микрофази и да подобри механичните свойства и свойствата при високи и ниски температури на еластомерите.
Механичните свойства на полиуретановия еластомер зависят от тенденцията на кристализация на полиуретановия еластомер, особено тенденцията на кристализация на мекия сегмент. Въпреки това, полиуретановият еластомер се използва във високо еластично състояние и не се очаква кристализация. Следователно е необходимо да се премине формулата и дизайнът на процеса намира баланс между еластичност и здравина, така че приготвеният полиуретанов еластомер да не кристализира при температурата на употреба, има добра еластичност и може да кристализира бързо, когато е силно разтегнат и температурата на топене на тази кристализация е около стайна температура, когато външната сила се премахне, кристалът се топи бързо и тази обратима кристална структура е много полезна за подобряване на механичната якост на полиуретановия еластомер.
Дали полиуретановият еластомер може да има обратима кристализация зависи главно от полярността, молекулното тегло, междумолекулната сила и редовността на структурата на мекия сегмент. Молекулната полярност и междумолекулната сила на полиестера са по-големи от тези на полиетера, така че механичната якост на полиестерния полиуретанов еластомер е по-голяма от тази на полиетерния полиуретанов еластомер; страничните групи в мекия сегмент ще намалят кристалността, което ще намали производителността на продукта. механични свойства.
Структурата на полиуретановия твърд сегмент също има пряко и непряко влияние върху механичните свойства на полиуретановия еластомер. Обикновено ароматните диизоцианати [като дифенилметан диизоцианат (MDI), толуен диизоцианат (TDI)] са по-големи от тези на алифатните диизоцианати. Изоцианати [като хексаметилен диизоцианат (HDI)]; диизоцианатите със симетрични структури (като MDI) могат да придадат по-висока твърдост, якост на опън и якост на разкъсване на полиуретановите еластомери; Ефектът на физичните и механични свойства е подобен на този на диизоцианати.
Връзката между топлоустойчивостта и структурата
Термичната стабилност на полимерите може да се измери чрез температурата на омекване и температурата на термично разлагане. Като цяло температурата на термично разлагане на полиуретановите еластомери е по-ниска от температурата на омекване. Най-общо казано, полиестерните полиуретанови еластомери имат по-добра устойчивост на топлина от полиетерните полиуретанови еластомери; за ароматни диизоцианати редът на устойчивост на топлина е: р-фенилен диизоцианат (PPDI)>1,5-нафталин диизоцианат Изоцианат (NDI)>MDI>TDI.
Връзката между характеристиките при ниска температура и структурата
Нискотемпературната еластичност на полимерите обикновено се измерва чрез температурата на встъкляване и коефициента на студоустойчивост (или температурата на крехкост). Като цяло гъвкавостта при ниски температури на полиетер полиуретановия еластомер е по-добра от тази на полиестера.
Връзката между водоустойчивостта и структурата
Ефектът на водата върху полиуретанови еластомери: водна пластификация (водопоглъщане) и водно разграждане. Когато относителната влажност е 100%: степента на водопоглъщане на полиестерния полиуретанов еластомер е около 1,1%, а спадът на производителността е около 10%; степента на водопоглъщане на полиетер полиуретанов еластомер е около 1,4%, а спадът на производителността е около 20%; Въпреки това, хидролитичната стабилност на полиетерните полиуретанови еластомери е по-голяма от тази на полиестерните полиуретанови еластомери.
Масло и химическа устойчивост като функция на структурата
Полиуретановите еластомери имат добра устойчивост на мазнини и неполярни разтворители. Като цяло полиестерните полиуретанови еластомери имат по-добра производителност при маслоустойчивост от полиетерните полиуретанови еластомери; колкото по-висока е твърдостта на полиуретановия еластомер, толкова по-добра е маслоустойчивостта; химическата устойчивост на поликапролактоновите полиуретанови еластомери (като сярна киселина, азотна киселина и др.) е по-добра от другите видове полиуретан.
