水性聚氨酯耐水性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

水性聚氨酯的作用有兩個方面。其一是使水進(jìn)入分子之間，起到類似增塑劑的作用，它與分子中的極性氨基甲酸酯基產(chǎn)生氫鍵，從而大大減弱了原聚合物主鏈間的氫鍵作用，致使聚氨酯物理性能顯著降低。這種吸水是可逆的，屬于物理變化，經(jīng)干燥脫水，仍可恢復(fù)原來的性能。其二是水解化學(xué)變化，不可逆。

在各種聚氨酯水解中，聚酯型最為明顯，主鏈的酯基水解生成兩個較短的鏈，一個短鏈末端為羥基，另一個為羧基。酸性的羧基又加速了其他酯鏈節(jié)的進(jìn)一步水解，這是一種自動催化的連鎖反應(yīng)。堿性物質(zhì)尿素、氨類是水解催化劑。制備聚氨酯使用的催化劑，如二月桂酸二丁基錫，辛酸亞錫等殘留在聚氨酯體系中也會成為水解催化劑。聚酯型和聚醚型聚氨酯的水解過程是不同的。由于酯基最易水解，所以，聚酯型聚氨酯彈性體的水解作用表現(xiàn)為主鏈斷裂，分子量降低，拉伸強(qiáng)度和伸長率急劇下降。而聚醚型彈性體，由于醚基和氨基甲酸酯基耐水解，所以水解作用表現(xiàn)為交聯(lián)慢慢斷裂，分子量逐漸降低，拉伸強(qiáng)度下降緩慢，伸長率開始增加，然后再下降。聚氨酯常見的基團(tuán)抗水解能力排列次序如下：醚基>氨基甲酸酯>脲，縮二脲>酯基。

據(jù)報道，聚醚型聚氨酯的水解穩(wěn)定性約為聚酯型的5-10倍。研究者常通過降低聚酯的酸值，添加抗水解助劑或者改變聚氨酯軟嵌段鏈節(jié)的結(jié)構(gòu)來改善其水解穩(wěn)定性。試驗(yàn)證明，二元醇次甲基數(shù)目大，制備的聚酯型聚氨酯水解穩(wěn)定性提高。如1,6-己二醇制備的聚酯型聚氨酯水解穩(wěn)定性較乙二醇制備的好一些。

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