機械的性質と構造ポリウレタンエラストマー
機械的性質
ポリウレタン エラストマーのソフト セグメントとハード セグメントの構造と長さ、およびソフト セグメントとハード セグメント間の力はすべて、エラストマーの機械的特性に直接影響します。さらに、ミクロ相分離が起こるかどうか、ミクロ相分離の程度、ソフトセグメント中のハードセグメントの分布の均一性も、機械的特性に影響を与える重要な要素です。ポリウレタンエラストマー。ソフトセグメントの機械的特性への影響ポリウレタンエラストマー
ポリオールの種類の影響
柔軟なセグメントポリウレタンエラストマーは主にオリゴマーポリオールで構成されており、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオールに分類できます。その主鎖構造は、エラストマーの引張強度に影響を与えます。 , 引き裂き強度やその他の特性の影響が大きくなります。よく使われるポリオールには主にポリエステル系とポリエーテル系があります。ポリエステルポリオール分子にはより多くの極性エステル基が含まれており、これにより凝集エネルギーが大きくなり、より強力な分子内水素結合を形成できます。したがって、ポリエステルポリオールによって重合されたエラストマーは、より高い伸長強度、引き裂き強度、優れた耐摩耗性および耐油性を備えています。でポリウレタンポリエーテルポリオールから作られるエラストマーは、エーテル結合の凝集エネルギーが低く、隣接するメチレン基がエーテル結合しています。酸素原子が離れ、離れたメチレン基の水素原子もさらに離れるため、メチレン基の水素原子同士の反発力が弱まります。したがって、ポリエーテルポリオールにより重合されたポリウレタンエラストマーは、ガラス転移温度が低く、耐候性、加水分解安定性、防カビ性が高いが、機械的特性が劣る。
ポリオールの分子量の影響 一般的に言えば、ポリエーテルの機械的性質ポリウレタンエラストマーは、ポリオールの分子量が増加すると減少します。これは、ポリエーテルポリオールの分子量が増加するとエーテル結合の数が増加し、柔軟性が向上するためです。ポリウレタンエラストマーセグメント。したがって、エラストマーの引張強度などの機械的特性が低下する。ポリエステルポリウレタンエラストマーの場合はその逆です。これは、ポリエステルポリオールの分子量が増加するにつれて、メチレン基の数とエステル基の数が増加し、分子間力や水素結合の架橋が増加し、セグメントの結晶性が強化されるためです。製品の硬度、引張強度、引裂強度、引張応力が向上しました。ハードセグメントの機械的特性への影響ポリウレタンエラストマー
でポリウレタンエラストマーは、硬質セグメントの凝集エネルギーが十分に大きい場合にのみ、互いに結合して硬質セグメント相を形成できます。硬質セグメントの凝集エネルギーに影響を与える要因は、ジイソシアネートの種類と量、および鎖延長剤の種類です。
イソシアネートの効果
イソシアネートの種類は、イソシアネートの機械的特性に大きな影響を与えます。ポリウレタンエラストマー。対称構造のイソシアネートを使用してエラストマーを製造すると、エラストマーセグメントに対称構造が含まれ、分子セグメント間の引力が増加し、結晶性が向上します。さまざまな機械的特性が向上しました。芳香族イソシアネートから製造されたポリウレタンエラストマーは、硬いベンゼン環構造を持っているため、ハードセグメントの凝集エネルギーが増加し、ソフトセグメント間にハード相のミクロドメインが形成されやすく、エラストマーがミクロ相分離を起こし、機械的特性が向上します。プロパティ。したがって、引張強度、引張応力、引裂強度のいずれも脂肪族イソシアネートエラストマーよりも優れています。イソシアネートの量が増加すると、ポリウレタンのハードセグメント含有量が増加し、凝集エネルギーが増加し、結晶化度が増加し、柔軟性が減少し、伸びが減少し、引張強度、引裂強度および引張応力が増加します。
チェーンエクステンダーの影響同じポリオールと同じジイソシアネートから作られた同じプレポリマーの場合、異なる鎖延長剤を使用して鎖を延長すると、得られるエラストマーの機械的特性は異なります。ジアミン鎖延長剤とジイソシアネートの反応により形成されるウレア基は、ジオール鎖延長により得られるウレタン結合よりも極性が強いため、対応するリジッドセグメント同士が集合してハードセグメントを形成しやすくなります。水素の結合が増えるので、水素の強度が高くなります。ポリウレタンジアミン鎖延長によって得られるエラストマーは、グリコール鎖延長によって得られるエラストマーよりも強度が高くなります。
