Poliüretan elastomerler katı halde kullanılır ve çeşitli dış kuvvetler altındaki mekanik özellikleri performanslarının en önemli göstergesidir. Genel olarak poliüretan elastomerler diğer polimerlerle aynıdır ve özellikleri moleküler ağırlık, moleküller arası kuvvetler, segment dayanıklılığı, kristalleşme eğilimi, dallanma ve çapraz bağlanmanın yanı sıra sübstitüentlerin konumu, polaritesi ve büyüklüğü ile ilgilidir. Ancak poliüretan elastomerler, moleküler yapılarının yumuşak segmentlerden (oligomer polioller) ve sert segmentlerden (poliizosiyanatlar, zincir uzatılmış çapraz bağlantılar vb.) oluşması nedeniyle hidrokarbon bazlı (PP, PE vb.) polimerlerden farklıdır. Makromoleküller arasındaki, özellikle sert segmentler arasındaki elektrostatik kuvvet çok güçlüdür ve sıklıkla çok sayıda hidrojen bağı oluşur. Bu güçlü elektrostatik kuvvet, mekanik özelliklere ek olarak sert bölümlerin toplanmasını da teşvik edebilir, mikrofaz ayrımı oluşturabilir ve elastomerlerin mekanik özelliklerini ve yüksek ve düşük sıcaklık özelliklerini geliştirebilir.
Poliüretan elastomerin mekanik özellikleri, poliüretan elastomerin kristalleşme eğilimine, özellikle de yumuşak segmentin kristalleşme eğilimine bağlıdır. Ancak poliüretan elastomer yüksek elastik durumda kullanılır ve kristalleşme beklenmez. Bu nedenle, hazırlanan poliüretan elastomerin kullanım sıcaklığında kristalleşmemesi, iyi bir esnekliğe sahip olması ve yüksek oranda gerildiğinde hızlı bir şekilde kristalleşebilmesi için proses tasarımının elastikiyet ve mukavemet arasında bir denge bulması ve böylece formülün geçirilmesi gerekmektedir. Bu kristalleşmenin erime sıcaklığı oda sıcaklığı civarındadır, dış kuvvet kaldırıldığında kristal hızla erir ve bu tersinir kristal yapı, poliüretan elastomerin mekanik mukavemetini arttırmak için çok faydalıdır.
Poliüretan elastomerin tersinir kristalizasyona sahip olup olamayacağı esas olarak yumuşak segmentin yapısının polaritesine, moleküler ağırlığına, moleküller arası kuvvetine ve düzenliliğine bağlıdır. Polyesterin moleküler polaritesi ve moleküller arası kuvveti polieterinkinden daha yüksektir, dolayısıyla polyester poliüretan elastomerin mekanik mukavemeti polieter poliüretan elastomerinkinden daha yüksektir; soft segmentteki yan gruplar kristalliği azaltacak, bu da ürünün performansını düşürecektir. Mekanik özellikler.
Poliüretan sert segmentin yapısı ayrıca poliüretan elastomerin mekanik özellikleri üzerinde doğrudan ve dolaylı etkiye sahiptir. Genel olarak aromatik diizosiyanatlar [difenilmetan diizosiyanat (MDI), toluen diizosiyanat (TDI) gibi] alifatik diizosiyanatlardan daha büyüktür. İzosiyanatlar [hekzametilen diizosiyanat (HDI) gibi]; simetrik yapılara sahip diizosiyanatlar (MDI gibi), poliüretan elastomerlere daha yüksek sertlik, çekme mukavemeti ve yırtılma mukavemeti kazandırabilir; Fiziksel ve mekanik özelliklerin etkisi diizosiyanatlarınkine benzer.
Isı direnci ve yapı arasındaki ilişki
Polimerlerin termal stabilitesi yumuşama sıcaklığı ve termal bozunma sıcaklığı ile ölçülebilir. Genel olarak poliüretan elastomerlerin termal bozunma sıcaklığı yumuşama sıcaklığından daha düşüktür. Genel olarak konuşursak, polyester poliüretan elastomerler, polieter poliüretan elastomerlerden daha iyi ısı direncine sahiptir; aromatik diizosiyanatlar için ısı direnci sırası şu şekildedir: p-fenilen diizosiyanat (PPDI)>1,5-naftalin diizosiyanat İzosiyanat (NDI)>MDI>TDI.
Düşük sıcaklık performansı ile yapı arasındaki ilişki
Polimerlerin düşük sıcaklık esnekliği genellikle cam geçiş sıcaklığı ve soğuğa direnç katsayısı (veya gevrekleşme sıcaklığı) ile ölçülür. Genel olarak polieter poliüretan elastomerin düşük sıcaklık esnekliği polyesterden daha iyidir.
Su direnci ile yapı arasındaki ilişki
Suyun poliüretan elastomerler üzerindeki etkisi: suyun plastikleşmesi (su emilimi) ve suyun bozulması. Bağıl nem %100 olduğunda: polyester poliüretan elastomerin su emme oranı yaklaşık %1,1'dir ve performans düşüşü yaklaşık %10'dur; polieter poliüretan elastomerin su emme oranı yaklaşık %1,4'tür ve performans düşüşü yaklaşık %20'dir; Bununla birlikte polieter poliüretan elastomerlerin hidrolitik stabilitesi, polyester poliüretan elastomerlerin hidrolitik stabilitesinden daha yüksektir.
Yapının bir fonksiyonu olarak yağ ve kimyasal direnci
Poliüretan elastomerler grese ve polar olmayan solventlere karşı iyi bir dirence sahiptir. Genel olarak polyester poliüretan elastomerler, yağ direncinde polieter poliüretan elastomerlerden daha iyi performansa sahiptir; poliüretan elastomerin sertliği ne kadar yüksek olursa yağ direnci de o kadar iyi olur; polikaprolakton poliüretan elastomerlerin kimyasal direnci (sülfürik asit, nitrik asit vb.) performansı diğer poliüretan türlerine göre daha iyidir.
