聚氨酯弹性体玻璃化转变温度的影响因素

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1、#!!"年第$<卷第3期聚氨酯工业#!!"6?@$6$

2、对"#弹性体!%的影响耐油、耐磨等性能，广泛应用于机械、航空、航天、汽在%&弹性体中，反映弹性体的低温性能主要车、煤矿和纺织等领域。表现在%&软段的玻璃化转变温度!4。通常在给定%&弹性体由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯和相对分子质量的情况下，!4的大小取决于高分子间扩链剂反应而生成。聚酯或聚醚多元醇如聚已二酸的作用力（束缚力）和主链本身的柔性。高分子间的乙二醇酯二醇（%’(）、聚已二酸乙二醇丙二醇酯二束缚力愈大，!4愈高；在束缚力恒定时，链段越柔醇（%’%(）、聚已二酸丁二醇酯二醇（%)(）、聚已内酯软，!4越低，反之链段

3、越僵硬，!4越高。软段类型对%&弹性体的!影响较明显，结果见表$［3］。二醇（%*+）、聚四甲撑醚二醇（%,-.）、聚氧丙撑/氧4乙撑醚二醇（%%0/’0）、聚氧丁/氧乙撑醚二醇（%,0/表!不同软段类型对"#弹性体!%的影响’0）等构成软段，甲苯二异氰酸酯（,12）、3，3’/二苯聚酯/%&!478聚醚/%&!478基甲烷二异氰酸酯（-12）和醇类如$，3/丁二醇-12/)10/%’(9"#-12/)10/%%07’09:$-12/)10/%)(93;-12/)10/%,07’09;$（)10）或胺类如-0*(扩链剂构成

4、硬段。其分子结-12/)10/%*+93<-12/)10/%,-.9=$构通常为!()"型，其中(为%&弹性体中的软段，注：软段相对分子质量为#!!!，硬段质量分数为3!>5;!>。呈橡胶态，提供%&的低温性能；)为%&弹性体中从表$中看出，聚醚软段!4低于聚酯软段的的硬段，呈玻璃态或半结晶态，贡献%&的高温性!4，这是因为醚基比酯基的内聚能小、极性低，使得能。由于软段和硬段的类型各异，彼此互不相容，所聚醚高分子间的作用力变小，所以聚醚型%&的!4形成的结构形态和玻璃化转变温度也不尽相同。在较低。%&弹性体中，玻璃化转变温

5、度（!4）是%&主链中聚从表$中还可知，随着软段亚甲基数量的提高，酯或聚醚多元醇组成软链段的微布朗运动在冷却时聚酯和聚醚型%&的!4均降低。说明亚甲基数量被冻结或在升温时被解冻的温度。玻璃化转变温度增加，高分子链柔性好。的大小是衡量%&弹性体耐低温性能的主要指标。$6$软段相对分子质量对"#弹性体!%的影响国内外已经报道了许多有关%&弹性体玻璃化转变软段相对分子质量是影响%&弹性体!4的主温度的文章［$5"］。笔者从%&弹性体化学结构、工要因素，较为典型的%*+聚酯多元醇和%,-.聚醚艺参数及外界因素等对%&弹性体玻璃化转

6、变温度多元醇相对分子质量对%&弹性体!4的影响见表的影响进行讨论。［:，;］。#·/·聚氨酯工业第32卷表!软段相对分子质量对"#弹性体!$的影响表&二醇扩链剂对"#弹性体!$的影响!"#$!%"&$’!()*$!%"&$’二醇扩链剂玻璃化转变温度"&$’!A!B8!=!()*8!=+,-.+/+-0.13?,8丙二醇0./0,42,-03-3---0123?18丁二醇0.501-3.+-0.431,-0+43?+8戊二醇0,30,2.3--01-.---0//3?/8己二醇0,,01-,3--01+.5--043注：聚酯

7、!A!B相对分子质量为.---，!()*8)67预聚体@":质注：硬段为)67896:，弹性体的摩尔比!"#：)67;96:<3;.;3；量分数为4?+C。!()*;)67;96:<3;,;.。从表1可知，从丙二醇到已二醇扩链的!A!B8从表.可知，"&随软段相对分子质量的提高而!=弹性体，其"&下降约4’。"&的降低归因于扩降低。如!"#相对分子质量从+,-提高到,3--时，链剂二元醇亚甲基数目提高，所形成的氨基甲酸酯!"#8!=的"&从>.+’降至01+’，"&相差4-’；硬段柔软性增加的缘故［2］。在聚醚型的!()*

8、8!=!()*相对分子质量从/+-提高到.5--时，!()*8中，"&数值十分接近，基本不受二元醇扩链剂链长!=的"&从0.1’降至043’，"&相差1+’。这可的影响［5］。对于二胺类扩链剂而言，它与二异氰酸解释为当弹性体中的摩尔比!"#;)67;96:<3;.;［3-］酯生成氨基甲酸酯8脲硬段。表+