ผู้ผลิตเม็ดสี PU แนะนำโครงสร้างและคุณสมบัติของอีลาสโตเมอร์ PU ให้กับคุณ

PU elastomer หรือที่เรียกว่า polyurethane elastomer เป็นวัสดุสังเคราะห์โพลีเมอร์ที่มีกลุ่มยูรีเทนมากกว่าบนสายโซ่หลัก PU elastomers มีคุณสมบัติที่หลากหลาย ซึ่งสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างของมัน และโครงสร้างของมันขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น สารตั้งต้น เวลาปฏิกิริยา อุณหภูมิของปฏิกิริยา และแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในปริมาณน้ำก็อาจทำให้ PU elastomers มีคุณสมบัติทางกลแตกต่างกันมาก . ต่อไปผู้ผลิตเม็ดสี PUจะมาแนะนำโครงสร้างและประสิทธิภาพของ PU elastomer ให้กับคุณ

สมบัติทางกลของ PU elastomers เกี่ยวข้องโดยตรงกับโครงสร้างภายในของ PU elastomers และโครงสร้างจุลภาคและสัณฐานวิทยาของ PU จะได้รับผลกระทบอย่างมากจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มขั้ว เช่น ชนิด โครงสร้าง และสัณฐานวิทยาของส่วนที่อ่อนและแข็ง สมบัติทางกลและการทนความร้อนของพียูอีลาสโตเมอร์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้คนเริ่มศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติเชิงกลของ PU elastomers กับโครงสร้างรวมและโครงสร้างจุลภาค
(1) โครงสร้างการแยกไมโครเฟสของ PU elastomer
ประสิทธิภาพของ PU ส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาของสายโซ่โมเลกุลขนาดใหญ่ ความยืดหยุ่นที่เป็นเอกลักษณ์และคุณสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยมของ PU สามารถอธิบายได้ด้วยสัณฐานวิทยาแบบสองเฟส ระดับของการแยกไมโครเฟสและโครงสร้างสองเฟสของส่วนที่อ่อนและแข็งในอีลาสโตเมอร์ PU มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงาน การแยกเฟสในระดับปานกลางมีประโยชน์ในการปรับปรุงคุณสมบัติของโพลีเมอร์ กระบวนการแยกของการแยกไมโครเฟสคือความแตกต่างในขั้วระหว่างส่วนที่แข็งและส่วนที่อ่อนและความเป็นผลึกของส่วนที่แข็งนั้นทำให้เกิดความไม่ลงรอยกันทางอุณหพลศาสตร์ (การเข้ากันไม่ได้) และแนวโน้มที่จะแยกเฟสที่เกิดขึ้นเอง ดังนั้นส่วนที่แข็งจึงเป็นเรื่องง่าย เพื่อรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโดเมน ซึ่งกระจายอยู่ในระยะต่อเนื่องที่เกิดจากเซกเมนต์อ่อน กระบวนการแยกไมโครเฟสแท้จริงแล้วเป็นกระบวนการแยกและการรวมตัวหรือการตกผลึกของส่วนที่แข็งในอีลาสโตเมอร์จากระบบโคโพลีเมอร์
ปรากฏการณ์ของการแยกเฟสไมโคร PU ได้รับการเสนอครั้งแรกโดยนักวิชาการชาวอเมริกันคูเปอร์ หลังจากนั้นมีงานวิจัยมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างของโพลียูรีเทน การวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างรวม PU ก็มีความก้าวหน้าเช่นกัน โดยสร้างไมโครเฟสที่ค่อนข้างสมบูรณ์ ระบบทฤษฎีโครงสร้าง: ในระบบ PU ของบล็อก การแยกไมโครเฟสของส่วนที่แข็งและส่วนที่อ่อนนั้นเกิดจากความไม่เข้ากันทางอุณหพลศาสตร์ระหว่างส่วนที่แข็งและส่วนที่อ่อน แรงดึงดูดของส่วนที่อยู่ระหว่างส่วนที่แข็งนั้นมากกว่าแรงดึงดูดของส่วนที่อยู่ระหว่างส่วนที่อ่อน ส่วนที่แข็งจะไม่ละลายในเฟสส่วนที่อ่อนนุ่ม แต่มีการกระจายอยู่ในนั้น ก่อให้เกิดโครงสร้างไมโครเฟสที่ไม่ต่อเนื่อง (โครงสร้างเกาะทะเล) มีบทบาทในการเชื่อมโยงทางกายภาพและเสริมกำลังในส่วนซอฟต์ ในกระบวนการแยกไมโครเฟส ปฏิสัมพันธ์ที่เพิ่มขึ้นระหว่างส่วนที่แข็งจะช่วยแยกส่วนที่แข็งออกจากระบบและรวมกลุ่มหรือตกผลึก ซึ่งส่งเสริมการแยกไมโครเฟส แน่นอนว่า มีความเข้ากันได้บางอย่างระหว่างเฟสพลาสติกและเฟสยาง และเฟสระหว่างโดเมนไมโครพลาสติกและโดเมนไมโครยางถูกผสมกันเพื่อสร้างเฟสการไหลผ่าน ในเวลาเดียวกัน มีการเสนอแบบจำลองอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแยกไมโครเฟส เช่น ส่วนที่แข็งและส่วนที่เสริมสมรรถนะส่วนที่อ่อนที่เสนอโดย Seymour และคณะ Paik Sung และ Schneide เสนอแบบจำลองโครงสร้างที่สมจริงยิ่งขึ้นของการแยกไมโครเฟส: ระดับของการแยกไมโครเฟสในยูรีเทนนั้นไม่สมบูรณ์ ไม่ใช่การอยู่ร่วมกันของไมโครเฟสทั้งหมด แต่รวมถึงหน่วยส่วนอ่อนแบบผสมด้วย มีการผสมกันระหว่างส่วนต่างๆ ในโดเมนย่อย ซึ่งมีอิทธิพลในระดับหนึ่งต่อสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ส่วนอ่อนประกอบด้วยส่วนที่แข็ง ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของส่วนอ่อน ปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด โดยจำกัดขอบเขตของวัสดุที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำให้แคบลง การรวมเซกเมนต์อ่อนในโดเมนเซกเมนต์แข็งสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของโดเมนเซกเมนต์แข็งได้ ซึ่งช่วยลดความต้านทานความร้อนของวัสดุได้
(2) พฤติกรรมพันธะไฮโดรเจนของพียูอีลาสโตเมอร์
พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างกลุ่มที่มีอะตอมไนโตรเจนและอะตอมออกซิเจนที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้เข้มข้นและกลุ่มที่มีอะตอมไฮโดรเจน พลังงานเหนียวของกลุ่มมีความสัมพันธ์กับขนาดของพลังงานเหนียวของกลุ่ม พันธะไฮโดรเจนที่แข็งแกร่งส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่างส่วนต่างๆ ตามรายงาน หมู่อิมีนส่วนใหญ่ในกลุ่มต่างๆ ในโมเลกุลขนาดใหญ่ของ PU สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนได้ และส่วนใหญ่จะถูกสร้างขึ้นโดยหมู่อิมีนและหมู่คาร์บอนิลในส่วนที่แข็ง และส่วนเล็กๆ จะเกิดขึ้นจากออกซิเจนอีเทอร์ ในส่วนอ่อน หมู่หรือเอสเทอร์คาร์บอนิลเกิดขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับแรงพันธะของพันธะเคมีภายในโมเลกุล แรงพันธะไฮโดรเจนจะมีน้อยกว่ามาก อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของพันธะไฮโดรเจนจำนวนมากในโพลาร์โพลีเมอร์ก็เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานเช่นกัน พันธะไฮโดรเจนสามารถย้อนกลับได้ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า การจัดเรียงปล้องทางเพศอย่างใกล้ชิดจะส่งเสริมให้เกิดพันธะไฮโดรเจน ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ปล้องเหล่านั้นจะได้รับพลังงานและเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน ระยะห่างระหว่างปล้องและโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น และพันธะไฮโดรเจนจะอ่อนลงหรือหายไปด้วยซ้ำ พันธะไฮโดรเจนมีบทบาทในการเชื่อมโยงข้ามทางกายภาพ ซึ่งทำให้ตัว PU มีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการเสียดสี ทนต่อตัวทำละลาย และมีการเสียรูปถาวรด้วยแรงดึงน้อยลง ยิ่งมีพันธะไฮโดรเจนมากเท่าใด แรงระหว่างโมเลกุลก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและความแข็งแรงของวัสดุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ปริมาณพันธะไฮโดรเจนส่งผลโดยตรงต่อระดับความแตกต่างของไมโครเฟสของระบบ
(3) ความเป็นผลึก
PU เชิงเส้นที่มีโครงสร้างสม่ำเสมอ มีกลุ่มขั้วและแข็งมากขึ้น พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลมากขึ้น และคุณสมบัติผลึกที่ดี คุณสมบัติบางอย่างของวัสดุ PU ได้รับการปรับปรุง เช่น ความแข็งแรง ความต้านทานต่อตัวทำละลาย เป็นต้น ความแข็ง ความแข็งแรง และจุดอ่อนตัวของวัสดุ PU เพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความเป็นผลึก ในขณะที่การยืดตัวและความสามารถในการละลายลดลงตามไปด้วย สำหรับการใช้งานบางอย่าง เช่น กาวเทอร์โมพลาสติก PU ที่มีส่วนประกอบเดียว จำเป็นต้องมีการตกผลึกอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้แรงยึดเกาะเริ่มต้น เทอร์โมพลาสติก PU อีลาสโตเมอร์บางชนิดจะปล่อยออกมาเร็วกว่าเนื่องจากมีความเป็นผลึกสูง โพลีเมอร์ที่เป็นผลึกมักจะทึบแสงเนื่องจากแอนไอโซโทรปีของแสงหักเห หากมีการนำกลุ่มกิ่งก้านหรือกลุ่มจี้จำนวนเล็กน้อยเข้าไปในโมเลกุลขนาดใหญ่ PU เชิงเส้นแบบผลึก ความตกผลึกของวัสดุจะลดลง เมื่อความหนาแน่นของการเชื่อมขวางเพิ่มขึ้นในระดับหนึ่ง ส่วนที่อ่อนนุ่มจะสูญเสียความเป็นผลึกไป เมื่อวัสดุถูกยืดออก ความเค้นดึงจะทำให้สายโซ่โมเลกุลของส่วนที่อ่อนนุ่มมีความสม่ำเสมอ และปรับปรุงความสม่ำเสมอ ความตกผลึกของอีลาสโตเมอร์ PU ได้รับการปรับปรุง และความแข็งแรงของวัสดุก็ได้รับการปรับปรุงตามลำดับ ยิ่งขั้วของส่วนที่แข็งแข็งแกร่งเท่าไรก็ยิ่งเอื้อต่อการปรับปรุงพลังงานขัดแตะของวัสดุ PU หลังจากการตกผลึกมากขึ้นเท่านั้น สำหรับ polyether PU เมื่อปริมาณส่วนที่แข็งเพิ่มขึ้น กลุ่มขั้วโลกจะเพิ่มขึ้น แรงระหว่างโมเลกุลของส่วนที่แข็งเพิ่มขึ้น ระดับของการแยกไมโครเฟสเพิ่มขึ้น ไมโครโดเมนของส่วนที่แข็งจะค่อยๆ ก่อตัวเป็นผลึก และความเป็นผลึกจะเพิ่มขึ้นตามส่วนที่แข็ง เนื้อหา. ค่อยๆเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ
(4) อิทธิพลของโครงสร้างส่วนอ่อนต่อประสิทธิภาพของ PU elastomer
โอลิโกเมอริกโพลิออล เช่น โพลิอีเทอร์และโพลิเอสเตอร์ประกอบกันเป็นส่วนที่อ่อนนุ่ม ส่วนแบบอ่อนคิดเป็นส่วนใหญ่ของ PU และคุณสมบัติของ PU ที่เตรียมจากโอลิโกเมอร์โพลิออลและไดไอโซไซยาเนตที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน ส่วนที่ยืดหยุ่น (อ่อน) ของอีลาสโตเมอร์ PU ส่วนใหญ่จะส่งผลต่อคุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุ และมีส่วนทำให้คุณสมบัติอุณหภูมิและแรงดึงต่ำมีนัยสำคัญ ดังนั้น พารามิเตอร์ Tg ของส่วนที่อ่อนนุ่มจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง และประการที่สอง สภาพผลึก จุดหลอมเหลว และการตกผลึกที่เกิดจากความเครียด ก็เป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลขั้นสูงสุดเช่นกัน PU อีลาสโตเมอร์และโฟมทำจากโพลีเอสเตอร์ที่มีขั้วไฟฟ้าสูงเนื่องจากส่วนที่อ่อนนุ่มมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่า เนื่องจาก PU ที่ทำจากโพลีเอสเตอร์โพลิออลมีกลุ่มโพลาร์เอสเทอร์ขนาดใหญ่ วัสดุ PU นี้ไม่เพียงแต่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างส่วนที่แข็งเท่านั้น แต่กลุ่มขั้วโลกบนส่วนที่อ่อนก็สามารถโต้ตอบกับส่วนที่แข็งได้บางส่วนด้วย หมู่ขั้วจะสร้างพันธะไฮโดรเจน ดังนั้นเฟสของส่วนที่แข็งสามารถกระจายได้สม่ำเสมอมากขึ้นในเฟสของส่วนที่อ่อน ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมโยงข้ามแบบยืดหยุ่น โพลีออลโพลีเอสเตอร์บางชนิดสามารถก่อตัวเป็นผลึกส่วนที่อ่อนนุ่มได้ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของ PU ความแข็งแรง ความต้านทานต่อน้ำมัน และการเกิดออกซิเดชันเนื่องจากความร้อนของวัสดุโพลีเอสเตอร์ PU นั้นสูงกว่าวัสดุ PPG polyether PU แต่ความต้านทานต่อไฮโดรไลซิสนั้นแย่กว่าประเภทโพลีอีเทอร์ Polytetrahydrofuran (PTMG) PU สามารถสร้างผลึกได้ง่ายเนื่องจากมีโครงสร้างสายโซ่โมเลกุลปกติ และความแข็งแรงเทียบได้กับโพลีเอสเตอร์ PU โดยทั่วไปแล้ว กลุ่มอีเทอร์ของส่วนที่อ่อนนุ่มของ polyether PU นั้นหมุนได้ง่ายกว่าภายใน มีความยืดหยุ่นดี และมีคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำได้ดีเยี่ยม และไม่มีกลุ่มเอสเทอร์ที่สามารถไฮโดรไลซ์ได้ง่ายในห่วงโซ่โพลีออลโพลีออล ซึ่งก็คือ ทนต่อการไฮโดรไลซิส ดีกว่าโพลีเอสเตอร์ PU α คาร์บอนของพันธะอีเทอร์ของส่วนอ่อนของโพลีอีเทอร์สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายจนเกิดเป็นอนุมูลเปอร์ออกไซด์ ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาการย่อยสลายแบบออกซิเดชันต่อเนื่องกัน PU ที่มีสายโซ่โมเลกุลโพลีบิวทาไดอีนเป็นส่วนอ่อนมีขั้วที่อ่อนแอ ความเข้ากันได้ไม่ดีระหว่างส่วนที่อ่อนและแข็ง และความแข็งแรงของอีลาสโตเมอร์ต่ำ ส่วนอ่อนที่มีโซ่ด้านข้าง เนื่องจากมีพันธะแบบ steric มีพันธะไฮโดรเจนอ่อนและความเป็นผลึกต่ำ และความแข็งแรงของโซ่นั้นแย่กว่าโซ่หลักส่วนอ่อนเดียวกันที่ไม่มีกลุ่ม PU ด้านข้าง น้ำหนักโมเลกุลของส่วนที่อ่อนนุ่มมีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกลของ PU โดยทั่วไป สมมติว่า PU มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากัน ความแข็งแรงของวัสดุ PU จะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักโมเลกุลของส่วนที่อ่อนนุ่ม ถ้าส่วนที่อ่อนเป็นสายโซ่โพลีเอสเตอร์ ความแข็งแรงของวัสดุโพลีเมอร์จะลดลงอย่างช้าๆ เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของโพลีเอสเตอร์ไดออลเพิ่มขึ้น หากส่วนที่อ่อนเป็นสายโซ่โพลีเอเทอร์ ความแข็งแรงของวัสดุโพลีเมอร์จะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักโมเลกุลของโพลีเอเทอร์ไกลคอล แต่การยืดตัวจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากส่วนอ่อนของเอสเทอร์มีขั้วสูงและแรงระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถชดเชยความแข็งแรงที่ลดลงของวัสดุ PU ได้บางส่วน เนื่องจากน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้นและการเพิ่มขึ้นของปริมาณส่วนอ่อน อย่างไรก็ตาม ขั้วของส่วนที่อ่อนของโพลีเอเทอร์นั้นอ่อนแอ หากน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้น ปริมาณของส่วนที่แข็งใน PU ที่เกี่ยวข้องจะลดลง ส่งผลให้ความแข็งแรงของวัสดุลดลง ความเข้ากันได้ของโคโพลีเมอร์ PU นั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างสายโซ่ของโมเลกุลขนาดใหญ่ และการมีอยู่ของสายโซ่กราฟต์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติความเข้ากันได้และการหน่วงของโคโพลีเมอร์บล็อกโพลียูรีเทน โดยทั่วไป ผลกระทบของน้ำหนักโมเลกุลของส่วนอ่อนต่อคุณสมบัติความต้านทานและการเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อนของ PU อีลาสโตเมอร์ไม่มีนัยสำคัญ ความตกผลึกของส่วนที่อ่อนนุ่มมีส่วนอย่างมากต่อความเป็นผลึกของ PU เชิงเส้น โดยทั่วไปแล้ว ความเป็นผลึกจะเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความแข็งแกร่งของ PU แต่บางครั้งการตกผลึกจะลดความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำของวัสดุ และโพลีเมอร์ที่เป็นผลึกมักมีความทึบแสง เพื่อหลีกเลี่ยงการตกผลึก ความสมบูรณ์ของโมเลกุลสามารถลดลงได้ เช่น การใช้โคโพลีเอสเทอร์หรือโคโพลีอีเทอร์โพลิออล หรือโพลีออลผสม สารขยายสายโซ่ผสม เป็นต้น
(5) อิทธิพลของส่วนที่แข็งต่อประสิทธิภาพของ PU elastomer
โครงสร้างส่วนที่แข็งเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการต้านทานความร้อนของ PU อีลาสโตเมอร์ โครงสร้างของไดไอโซไซยาเนตและส่วนต่อขยายโซ่ที่ประกอบเป็นส่วนของอีลาสโตเมอร์ PU นั้นแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อการต้านทานความร้อนด้วย ส่วนที่แข็งของวัสดุ PU ประกอบด้วยโพลีไอโซไซยาเนตและตัวขยายสายโซ่ ประกอบด้วยหมู่ขั้วรุนแรง เช่น หมู่ยูรีเทน หมู่เอริล และหมู่ยูเรียทดแทน โดยปกติแล้ว ส่วนที่แข็งซึ่งเกิดจากไอโซไซยาเนตอะโรมาติกนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเปลี่ยนแปลง และจะยืดออกที่อุณหภูมิห้อง รูปแท่ง ส่วนที่แข็งมักจะส่งผลต่อคุณสมบัติที่มีอุณหภูมิสูงของ PU เช่น อุณหภูมิอ่อนตัวและอุณหภูมิหลอมละลาย ไดไอโซไซยาเนตที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ TDI, MDI, IPDI, PPDI, NDI เป็นต้น แอลกอฮอล์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เอทิลีนไกลคอล -บิวเทนไดออล เฮกเซนไดออล เป็นต้น และเอมีนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ MOCA, EDA, DETDA เป็นต้น ประเภทของส่วนแข็ง ถูกเลือกตามคุณสมบัติเชิงกลที่ต้องการของโพลีเมอร์ เช่น อุณหภูมิการใช้งานสูงสุด ทนต่อสภาพอากาศ ความสามารถในการละลาย ฯลฯ และควรคำนึงถึงความประหยัดด้วย โครงสร้างไดไอโซไซยาเนตที่แตกต่างกันอาจส่งผลต่อความสม่ำเสมอของส่วนที่แข็งและการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจน ดังนั้นจึงมีผลกระทบต่อความแข็งแรงของอีลาสโตเมอร์มากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว วงแหวนอะโรมาติกที่มีไอโซไซยาเนตจะทำให้ส่วนที่แข็งมีความแข็งแกร่งและพลังงานที่เหนียวแน่นมากขึ้น ซึ่งโดยทั่วไปจะเพิ่มความแข็งแรงของอีลาสโตเมอร์
ส่วนแข็งที่มีกลุ่มยูเรียประกอบด้วยไดไอโซไซยาเนตและส่วนขยายสายโซ่ไดเอมีน เนื่องจากการทำงานร่วมกันของกลุ่มยูเรียมีขนาดใหญ่มาก จึงง่ายต่อการสร้างโดเมนไมโครพลาสติก และ PU ที่ประกอบด้วยส่วนแข็งนี้มีแนวโน้มที่จะแยกไมโครเฟสได้มาก โดยทั่วไป ยิ่งความแข็งแกร่งของส่วนที่แข็งซึ่งประกอบเป็น PU ยิ่งสูงเท่าไร ก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแยกของไมโครเฟสมากขึ้นเท่านั้น ใน PU ยิ่งเนื้อหาในส่วนแข็งมีมากเท่าใด มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแยกของไมโครเฟสก็จะมากขึ้นเท่านั้น
ส่วนต่อขยายโซ่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างส่วนแข็งของอีลาสโตเมอร์ PU และมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของอีลาสโตเมอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับ PU ที่ขยายสายโซ่ของอะลิฟาติกไดออล PU ที่ขยายสายโซ่ที่มีไดเอมีนวงแหวนอะโรมาติกมีความแข็งแรงสูงกว่า เนื่องจากตัวขยายสายโซ่เอมีนสามารถสร้างพันธะยูเรียได้ และขั้วของพันธะยูเรียจะสูงกว่าพันธะยูรีเทน . นอกจากนี้ ความแตกต่างของพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายระหว่างส่วนที่แข็งของพันธะยูเรียและส่วนที่อ่อนของโพลีอีเทอร์นั้นมีขนาดใหญ่ ดังนั้นส่วนที่แข็งของโพลียูเรียและส่วนที่อ่อนของโพลีอีเทอร์จึงมีความเข้ากันไม่ได้ทางอุณหพลศาสตร์มากขึ้น ซึ่งทำให้ยูเรีย PU มีการแยกไมโครเฟสที่ดีขึ้น ดังนั้น PU ที่ขยายสายโซ่ไดเอมีนจึงมีความแข็งแรงเชิงกล โมดูลัส ความยืดหยุ่นความหนืด และความต้านทานความร้อนสูงกว่า PU ที่ขยายสายโซ่ไดออล และยังมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่าอีกด้วย การหล่อ PU elastomers ส่วนใหญ่ใช้อะโรมาติกไดเอมีนเป็นตัวขยายโซ่ เนื่องจาก PU elastomers ที่เตรียมไว้นั้นมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมที่ดี โดยการทำปฏิกิริยามาลิกแอนไฮไดรด์และโพลีออลเพื่อสร้างคาร์บอกซิลเอสเตอร์โพลิออล จากนั้นทำปฏิกิริยากับโมโนเมอร์อื่นๆ เช่น TDI-80 สารเชื่อมขวางและตัวขยายสายโซ่ พรีโพลีเมอร์ PU ที่ประกอบด้วยคาร์บอกซิลถูกเตรียมขึ้น ซึ่งกระจายตัวเป็นสามส่วนในสารละลายในน้ำของเอทานอลเอมีน มีการผลิต PU สูตรน้ำ และศึกษาอิทธิพลของชนิดและปริมาณของสารขยายโซ่ต่อคุณสมบัติของเรซิน การใช้บิสฟีนอล A เป็นตัวขยายโซ่ไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของเรซินได้ แต่ยังเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของเรซิน ขยายความกว้างของจุดสูงสุดของแรงเสียดทานภายใน และปรับปรุงช่วงอุณหภูมิของเรซินในสถานะหนัง [ 12]. โครงสร้างของสารขยายสายโซ่ไดเอมีนที่ใช้ในยูเรีย PU ส่งผลโดยตรงต่อพันธะไฮโดรเจน การตกผลึก และการแยกโครงสร้างไมโครเฟสในวัสดุ และเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของวัสดุเป็นส่วนใหญ่ [13] ด้วยการเพิ่มขึ้นของเนื้อหาส่วนที่แข็ง ความต้านทานแรงดึงและความแข็งของวัสดุ PU จึงค่อยๆ เพิ่มขึ้น และการยืดตัวที่จุดขาดลดลง ทั้งนี้เนื่องจากมีการแยกไมโครเฟสระหว่างเฟสที่มีระดับความเป็นผลึกที่เกิดจากส่วนที่แข็งและเฟสอสัณฐานที่เกิดจากส่วนที่อ่อน และบริเวณผลึกของส่วนที่แข็งทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมโยงข้ามที่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังมีบทบาทคล้ายกับการเสริมแรงฟิลเลอร์สำหรับบริเวณอสัณฐานของส่วนที่อ่อนนุ่ม เมื่อเนื้อหาเพิ่มขึ้น ผลการเสริมแรงและผลการเชื่อมโยงขวางที่มีประสิทธิภาพของส่วนที่แข็งในส่วนที่อ่อนนุ่มจะได้รับการปรับปรุง ซึ่งส่งเสริมการเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ
(6) อิทธิพลของการเชื่อมโยงข้ามต่อคุณสมบัติของอีลาสโตเมอร์ PU
การเชื่อมขวางภายในโมเลกุลระดับปานกลางสามารถเพิ่มความแข็ง อุณหภูมิอ่อนตัวลง และโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุ PU และลดการยืดตัวเมื่อขาด การเสียรูปถาวร และการบวมตัวในตัวทำละลาย สำหรับ PU อีลาสโตเมอร์ การเชื่อมโยงข้ามที่เหมาะสมสามารถผลิตวัสดุที่มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม มีความแข็งสูง ยืดหยุ่น และทนทานต่อการสึกหรอ ทนน้ำมัน ต้านทานโอโซน และทนความร้อนได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม หากการเชื่อมขวางมากเกินไป คุณสมบัติต่างๆ เช่น ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวก็สามารถลดลงได้ ในอีลาสโตเมอร์ PU แบบบล็อก การเชื่อมโยงข้ามทางเคมีสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: (1) การใช้ตัวขยายโซ่แบบไตรฟังก์ชัน (เช่น TMP) เพื่อสร้างโครงสร้างการเชื่อมโยงข้าม; (2) การใช้ไอโซไซยาเนตส่วนเกินเพื่อทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างการเชื่อมขวางแบบไดคอนเดนเสตยูเรีย (ผ่านหมู่ยูเรีย) หรืออัลโลฟาเนต (ผ่านหมู่ยูรีเทน) การเชื่อมขวางมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อระดับของพันธะไฮโดรเจน และการก่อตัวของการเชื่อมขวางจะช่วยลดระดับของพันธะไฮโดรเจนของวัสดุได้อย่างมาก แต่การเชื่อมขวางทางเคมีมีเสถียรภาพทางความร้อนได้ดีกว่าการเชื่อมขวางทางกายภาพที่เกิดจากพันธะไฮโดรเจน เมื่อศึกษาผลกระทบของโครงข่ายเชื่อมโยงข้ามทางเคมีต่อสัณฐานวิทยา สมบัติเชิงกล และสมบัติทางความร้อนของ PU ยูเรียอีลาสโตเมอร์โดยวิธี FT-IR และ DSC พบว่า PU ยูเรียอีลาสโตเมอร์ที่มีโครงข่ายเชื่อมโยงข้ามต่างกันมีสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน เมื่อความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ระดับของการผสมไมโครเฟสของอีลาสโตเมอร์จะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วของส่วนที่อ่อนนุ่มจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และความต้านทานแรงดึง 300% ของอีลาสโตเมอร์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ในขณะที่การยืดตัวที่จุดขาดจะลดลงเรื่อยๆ เมื่อ คุณสมบัติทางกล (ความต้านทานแรงดึงและความต้านทานการฉีกขาด) ของอีลาสโตเมอร์ถึงค่าสูงสุด