影響水性聚氨酯材料性能的基本因素

水性聚氨酯材料最大的優(yōu)勢(shì)在于其分子結(jié)構(gòu)的可調(diào)控性，我們可以根據(jù)需要制備出不同性能要求的水性聚氨酯材料。影響水性聚氨酯材料性能的第一個(gè)因素是基團(tuán)的內(nèi)聚能,它與材料的力學(xué)性能、軟化點(diǎn)密切相關(guān),分子結(jié)構(gòu)中基團(tuán)的內(nèi)聚能越大,相應(yīng)的材料的力學(xué)性能越好,軟化點(diǎn)越高。脲基和氨基甲酸酯基的內(nèi)聚能高,酯基、羥基、羧基次之,脂肪烴和醚基的內(nèi)聚能相對(duì)較低。

影響材料力學(xué)性能的另一個(gè)因素是分子中氫鍵的存在,氫鍵是一種物理吸附力,不同于化學(xué)鍵合力,它的存在能起到物理交聯(lián)的作用,提高水性聚氨酯彈性體的強(qiáng)度及耐磨順性能。結(jié)晶性也是影響材料性能的重要因素,分子結(jié)構(gòu)越規(guī)整。極性及剛性基團(tuán)含量越多,材料的結(jié)晶性能也相應(yīng)越好,一般來說水性聚氨酯材料的強(qiáng)度、硬度、耐溶劑性能、軟化點(diǎn)隨著結(jié)晶程度的增加而增加,而斷裂伸長率和溶解性能則隨結(jié)晶程度的增加而降低。

為了獲得綜合性能更好的水性聚氨酯材料,在制備過程中我們可以添加交聯(lián)劑使其適度交聯(lián),提高材料的硬度、彈性模量和軟化溫度,當(dāng)交聯(lián)劑添加過量時(shí),容易引起材料的斷裂伸長率、溶解性、永久變形性能等急劇下降,所以我們一定要注意交聯(lián)劑的添加量。對(duì)于分子量,主要會(huì)對(duì)線性水性聚氨酯彈性體的性能產(chǎn)生影響,對(duì)于高交聯(lián)度的水性聚氨酯泡沫塑料,分子量并非影響其性能的主要因素。分子量越大,相應(yīng)的材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、還有硬度都會(huì)增加。影響水性聚氨酯材料性能的另一個(gè)主要因素就是溫度,溫度主要影響鏈段的規(guī)整性,同時(shí)高溫容易使線性分子鏈形成支化和交聯(lián),而低溫更有利于氫鍵的形成。