水性聚氨酯樹脂的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
它是指其大分子鏈的構(gòu)象和聚集狀態(tài)。聚氨酯分子中的軟段（聚醚、聚酯）均含有CO單鍵和C1C單鍵。由于單個(gè)鍵的內(nèi)部選擇頻率較高，且從不停止，因此在恒溫條件下形成了各種各樣的構(gòu)象。它們的形狀是彎曲的，就像一團(tuán)凌亂的線，并且在不斷變化。有時(shí)卷曲收縮，有時(shí)伸展，顯得非常柔軟，可以給聚氨酯橡膠良好的彈性，從而表現(xiàn)出良好的外力適應(yīng)性。硬段由水性氰酸酯和低分子鏈擴(kuò)增子組成，分子量相對(duì)較?。s300-1000），短鏈段，含有強(qiáng)極性氨基甲酸酯、尿素和芳香基團(tuán)。硬段之間的力較強(qiáng)，彼此由靜電重力一起，不易改變構(gòu)象，剛性很強(qiáng)，相反且越明顯，即軟柔性越大，越強(qiáng)的剛性越硬段，兩者的相容性越差，硬相和軟相分離效果越好。
在分子結(jié)構(gòu)中引入側(cè)鏈烴基會(huì)增加分子間的距離，降低分子間的作用力，使大分子不易取向和結(jié)晶，從而導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低。 側(cè)鏈烴基對(duì)于低溫性能改進(jìn)也不一定有效，因?yàn)閭?cè)基的存在防止了軟鏈段的自由旋轉(zhuǎn)和微相分離。 聚氨酯的交聯(lián)通常在硬鏈段之間進(jìn)行。 化學(xué)交聯(lián)可以提高拉伸應(yīng)力和抗溶脹性，減少永久變形。 然而，隨著化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)增加，硬段的會(huì)聚受到阻礙，靜電力減弱，氫鍵的形成困難，從而影響微相分離。 因此，在設(shè)計(jì)交聯(lián)結(jié)構(gòu)和交聯(lián)密度時(shí)，必須考慮使用條件和其它性質(zhì)之間的總體平衡。
6、氫鍵的影響
一般聚氨酯結(jié)構(gòu)中存在大量氫鍵，主要由硬段的給氫基團(tuán)(- nh -)和功率給氫基團(tuán)(=O)形成，而聚酯鏈段和聚醚鏈段的醚基氧原子雖然電負(fù)性較弱，也可以在硬段與給氫基團(tuán)形成少量氫鍵。硬段之間的氫鍵能促進(jìn)硬段的取向和有序排列，有利于微相分離。硬段與軟段之間的氫鍵會(huì)使硬段與軟段混合，影響微相分離。因此，氫鍵作為一種強(qiáng)大的靜電力，不僅直接影響機(jī)械性能，而且還影響聚合態(tài)結(jié)構(gòu)。
7. 耐熱性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
聚氨酯的耐熱性可用其軟化過程中溫度和熱分解反應(yīng)溫度來衡量。軟化處理溫度是指聚氨酯由彈性態(tài)轉(zhuǎn)變成黏流態(tài)的溫度，即大分子鏈開始使用滑動(dòng)的最低工作溫度。在該溫度下產(chǎn)生的形變是不可逆的。熱分解環(huán)境溫度是指受熱容易產(chǎn)生不同化學(xué)鍵斷裂的最低生活溫度。熱分解分析溫度變化可能比軟化溫度高，也可能比軟化溫度低。就聚氨酯發(fā)展而言，熱分解結(jié)構(gòu)溫度控制一般比軟化溫度低。而且熱分解教學(xué)過程又往往通過與其他降解研究過程（如氧化、水解等）同時(shí)企業(yè)進(jìn)行，并相互學(xué)習(xí)促進(jìn)。
在分子結(jié)構(gòu)中引入側(cè)鏈烴基會(huì)增加分子間的距離，降低分子間的作用力，使大分子不易取向和結(jié)晶，從而導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低。 側(cè)鏈烴基對(duì)于低溫性能改進(jìn)也不一定有效，因?yàn)閭?cè)基的存在防止了軟鏈段的自由旋轉(zhuǎn)和微相分離。 聚氨酯的交聯(lián)通常在硬鏈段之間進(jìn)行。 化學(xué)交聯(lián)可以提高拉伸應(yīng)力和抗溶脹性，減少永久變形。 然而，隨著化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)增加，硬段的會(huì)聚受到阻礙，靜電力減弱，氫鍵的形成困難，從而影響微相分離。 因此，在設(shè)計(jì)交聯(lián)結(jié)構(gòu)和交聯(lián)密度時(shí)，必須考慮使用條件和其它性質(zhì)之間的總體平衡。
6、氫鍵的影響
一般聚氨酯結(jié)構(gòu)中存在大量氫鍵，主要由硬段的給氫基團(tuán)(- nh -)和功率給氫基團(tuán)(=O)形成，而聚酯鏈段和聚醚鏈段的醚基氧原子雖然電負(fù)性較弱，也可以在硬段與給氫基團(tuán)形成少量氫鍵。硬段之間的氫鍵能促進(jìn)硬段的取向和有序排列，有利于微相分離。硬段與軟段之間的氫鍵會(huì)使硬段與軟段混合，影響微相分離。因此，氫鍵作為一種強(qiáng)大的靜電力，不僅直接影響機(jī)械性能，而且還影響聚合態(tài)結(jié)構(gòu)。
7. 耐熱性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
聚氨酯的耐熱性可用其軟化過程中溫度和熱分解反應(yīng)溫度來衡量。軟化處理溫度是指聚氨酯由彈性態(tài)轉(zhuǎn)變成黏流態(tài)的溫度，即大分子鏈開始使用滑動(dòng)的最低工作溫度。在該溫度下產(chǎn)生的形變是不可逆的。熱分解環(huán)境溫度是指受熱容易產(chǎn)生不同化學(xué)鍵斷裂的最低生活溫度。熱分解分析溫度變化可能比軟化溫度高，也可能比軟化溫度低。就聚氨酯發(fā)展而言，熱分解結(jié)構(gòu)溫度控制一般比軟化溫度低。而且熱分解教學(xué)過程又往往通過與其他降解研究過程（如氧化、水解等）同時(shí)企業(yè)進(jìn)行，并相互學(xué)習(xí)促進(jìn)。
- 上一篇：皮革紡織印花用水性聚氨酯樹脂涂層效果 2022/8/5
- 下一篇：人造合成革水性聚氨酯樹脂應(yīng)該具備更好的生態(tài)性 2022/1/8
