水性聚氨酯軟段間的化學作用對性能的影響

水性聚氨酯軟段是由聚酯多元醇和聚醚多元醇等低聚物組成的，在分子結(jié)構(gòu)中占據(jù)大部分，不同類型的低聚物多元醇，甚至同種類型的低聚物多元醇不同的分子量與二異氰酸酯聚合制備的水性聚氨酯理化性能差別很大。通常情況下，聚酯型極性強，其作為軟段所制備的彈性體產(chǎn)品以及泡沫材料的力學性能相對較好。而且聚酯型聚氨酯的耐熱穩(wěn)定性、強度以及耐溶劑性要比聚醚型聚氨酯優(yōu)良，但是也存在缺點，其含有酯鍵易水解，尤其在一定的堿性條件下更容易，所以相對于聚醚型聚氨酯材料的耐水解性要差。聚醚型聚氨酯樹脂材料相對于聚酯型聚氨酯材料具有更好的柔順性和低溫性能，這是由于作為軟段部分的聚醚的醚基比較容易旋轉(zhuǎn)所致。另外，有側(cè)鏈基團存在于軟段中時，強度比同樣的軟段主鏈中無側(cè)鏈基團的的聚氨酯的要差，原因是側(cè)鏈基團空間位阻比較大，氫鍵結(jié)合較弱，結(jié)晶性較差。

一般情況下，聚氨酯分子量一定時，聚氨酯的軟段為聚酯時，隨著聚酯二元醇相對分子量增加，聚氨酯材料的力學機械性能也會隨之增大；聚氨酯的軟段組成為聚醚時，情況相反，隨著聚醚二元醇相對分子量的增加，材料的機械力學性能反而降低，但是其伸長率會相對上升。這是由于材料力學性能跟軟段極性相關(guān)，聚醚極性較弱，隨著分子量的增加，聚氨酯分子中硬段含量隨之相對減小，材料強度下降；相反，聚酯型組成的軟段極性相對較強，分子結(jié)構(gòu)的有序性會隨著軟段分子量的增大而更規(guī)整，這對提高材料強度很有利。

通常在線性聚氨酯結(jié)構(gòu)和性能中，尤其線型聚氨酯鏈段的結(jié)晶性中，軟段結(jié)晶性比較重要。非特殊情況下，軟段結(jié)晶對提高水性聚氨酯材料的性能是有一定幫助的，但是對于材料的低溫環(huán)境下的柔韌性不利，會降低低溫柔韌性，而且聚合物軟段結(jié)晶，會使材料透光性較差，產(chǎn)生不透明。為了達到設計要求，根據(jù)需要有效避免結(jié)晶時，可以采用擾亂分子有序規(guī)整性的方法：通常采用混合鏈伸長劑或者共聚醚或共聚酯型多元醇等方法。