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什么是热塑性聚氨酯弹性体?与物理性质有什么关系?

来源:http://www.sdygxcl10.com 作者: 发布日期:2020-07-04 14:40   浏览次数:73

现在我们经常使用热塑性聚氨酯弹性体所制作的物品,那么它到底是什么呢?其实它是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000--6000)的聚酯或聚醚,B为含2--12直链碳原子的二醇。现在我们了解他的结构之后,那么它的结构和物理性质有没有关系呢?下面我们就来详细的了解一下这些问题。

聚氨酯9.jpg

一、热塑性聚氨酯弹性体是什么?

热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000——6000)的聚酯或聚醚,B为含2——12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。典型的TPU如氨纶等。

聚氨酯10.jpg

二、TPU的结构与物理性质之间的关系

1、 链段结构

TPU分子中A链段使得大分子链易于旋转,赋予聚氨酯橡胶良好的弹性,使聚合物的软化点与二级转变点下降,硬度与机械强度降低。 B链段会束缚大分子链的旋转,使聚合物的软化点与二级转变点上升,硬度与机械强度提高,弹性降低。调节A与B之间的摩尔比,即可制得不同机械性能的TPU.

2、 交联结构

TPU的交联结构除一级交联外,还必须考虑由分子间的氢键形成的二级交联。聚氨酯的一级交联键与羟类橡胶的硫化结构不同,它的氨基甲酸酯基、缩二脲、脲基甲酸酯基等基团规则而间隔地排列成刚性链段,故制得的橡胶具有规则的网状结构,所以具有卓越的耐磨性能及其它的优异性能。

其次,由于聚氨酯橡胶中含有很多诸如脲基或氨基甲酸酯基这类内聚能较大的基团,所以分子链间形成的氢键具有很高的强度,氢键形成的二级交联健对聚氨酯橡胶的性能也有重要影响。二级交联使得聚氨酯橡胶一方面具有热固性弹性体的特性,另一方面这种交联又没有真正地交联起来,是一种虚交联,交联的状况取决于温度。

随着温度的升高,这种交联逐渐减弱以至于消失,聚合物具有一定的流动性,可以进行热塑性加工。当温度降低时,这种交联又逐渐恢复并再次形成。少量的填料的加入,使分子间的距离增大,分子间形成氢键的能力减弱,强度便会急剧下降。

3、基团的稳定性

研究表明,聚氨酯橡胶中各基团稳定性由高到低的顺序是:酯、醚、脲、氨基甲酸酯、缩二脲,在聚氨酯橡胶的老化过程中,首先是缩二脲和脲基甲酸酯的交联键断裂,接着是氨基甲酸酯和脲键断裂,即主链断裂。

聚氨酯橡胶的性能

TPU的弹性模量介于橡胶与塑料之间,它的最大特点是,既具有硬度,又有弹性,这种性能是其它的橡胶与塑料所没有的。

TPU分聚酯型与聚醚型两类,从物理性质进行比较,低硬度的橡胶以聚酯型的性能较好,而高硬度的橡胶以聚醚型的为优。聚酯型的橡胶耐油、耐热及与金属的粘合性较好,而耐水解、耐寒及抗菌性以聚醚型的为好。

以上内容就是小编所了解的关于“什么是热塑性聚氨酯弹性体?与物理性质有什么关系?”的一些知识,希望能够帮助到大家。