解析耐水性與水性聚氨酯樹脂結(jié)構(gòu)的關(guān)系

關(guān)于水對水性聚氨酯所產(chǎn)生的影響，我們可以從兩個角度來深入探討。首先，水能夠滲透至水性聚氨酯的分子間，這種作用類似于增塑劑。在此過程中，水與聚氨酯分子中的極性氨基甲酸酯基發(fā)生氫鍵的相互作用，導(dǎo)致原聚合物主鏈間的氫鍵作用顯著減弱，進而使得水性聚氨酯的物理性能出現(xiàn)明顯的下降。然而，這種吸水現(xiàn)象是可逆的，也就是說，它屬于物理變化的范疇。當我們通過干燥脫水的方式處理水性聚氨酯時，其性能可以得到有效的恢復(fù)。

另一方面，水與水性聚氨酯之間還會發(fā)生水解這一化學(xué)變化，這種變化是不可逆的。在各種類型的水性聚氨酯水解過程中，聚酯型聚氨酯的水解現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為明顯。具體來說，當聚酯型聚氨酯的主鏈酯基發(fā)生水解時，會生成兩個較短的鏈，其中一個短鏈的末端為羥基，而另一個為羧基。值得注意的是，這種羧基具有酸性，它又能進一步促進其他酯鏈節(jié)的水解，形成了一個自動催化的連鎖反應(yīng)。此外，一些堿性物質(zhì)，如尿素和氨類，以及制備水性聚氨酯時所使用的催化劑，如二月桂酸二丁基錫和辛酸亞錫等，如果它們殘留在聚氨酯體系中，也會成為水解的催化劑。

水性聚氨酯的水解過程也會因類型的不同而有所差異。聚酯型聚氨酯由于酯基易水解，因此水解作用主要體現(xiàn)為主鏈的斷裂，導(dǎo)致分子量降低，拉伸強度和伸長率急劇下降。然而，對于聚醚型聚氨酯來說，由于醚基和氨基甲酸酯基具有較好的耐水解性，其水解作用則表現(xiàn)為交聯(lián)的逐漸斷裂，分子量逐漸降低，拉伸強度下降較為緩慢，而伸長率則先增加后下降。

在抗水解能力方面，水性聚氨酯的基團之間存在明顯的差異。一般來說，醚基的抗水解能力較強，其次是氨基甲酸酯基，然后是脲和縮二脲，而酯基的抗水解能力較弱。值得一提的是，聚醚型聚氨酯的水解穩(wěn)定性通常約為聚酯型的5至10倍。為了提高聚酯型聚氨酯的水解穩(wěn)定性，研究者們通常采用降低聚酯的酸值、添加抗水解助劑或改變聚氨酯軟嵌段鏈節(jié)結(jié)構(gòu)等方法。查找試驗數(shù)據(jù)表明，當制備聚酯型聚氨酯時，如果使用的二元醇次甲基數(shù)目較大，那么所得到的聚氨酯的水解穩(wěn)定性也會相應(yīng)提高。