Os elastômeros de poliuretano são utilizados no estado sólido e suas propriedades mecânicas sob diversas forças externas são os indicadores mais importantes de seu desempenho. Em geral, os elastômeros de poliuretano são iguais a outros polímeros e suas propriedades estão relacionadas ao peso molecular, às forças intermoleculares, à tenacidade do segmento, à tendência de cristalização, à ramificação e à reticulação, bem como à posição, polaridade e tamanho dos substituintes. No entanto, os elastômeros de poliuretano são diferentes dos polímeros à base de hidrocarbonetos (PP, PE, etc.) porque sua estrutura molecular é composta de segmentos moles (polióis oligômeros) e segmentos duros (poliisocianatos, ligações cruzadas de cadeia estendida, etc.). A força eletrostática entre as macromoléculas, especialmente entre os segmentos duros, é muito forte e muitas vezes forma-se um grande número de ligações de hidrogênio. Esta forte força eletrostática não afeta diretamente as propriedades mecânicas, mas também pode promover a agregação de segmentos duros, produzir separação de microfases e melhorar as propriedades mecânicas e as propriedades de alta e baixa temperatura dos elastômeros.
As propriedades mecânicas do elastômero de poliuretano dependem da tendência de cristalização do elastômero de poliuretano, especialmente da tendência de cristalização do segmento macio. Contudo, o elastómero de poliuretano é utilizado num estado altamente elástico e não se espera cristalização. Portanto, é necessário passar a fórmula e o desenho do processo encontra um equilíbrio entre elasticidade e resistência, para que o elastômero de poliuretano preparado não cristalize na temperatura de uso, tenha boa elasticidade e possa cristalizar rapidamente quando for altamente esticado, e a temperatura de fusão desta cristalização é próxima à temperatura ambiente, quando a força externa é removida, o cristal derrete rapidamente, e esta estrutura cristalina reversível é muito benéfica para melhorar a resistência mecânica do elastômero de poliuretano.
Se o elastômero de poliuretano pode ter cristalização reversível depende principalmente da polaridade, peso molecular, força intermolecular e regularidade da estrutura do segmento macio. A polaridade molecular e a força intermolecular do poliéster são maiores que as do poliéter, portanto a resistência mecânica do elastômero de poliéster poliuretano é maior que a do elastômero de poliéter poliuretano; os grupos laterais do segmento macio reduzirão a cristalinidade, o que reduzirá o desempenho do produto. propriedades mecânicas.
A estrutura do segmento duro de poliuretano também tem influência direta e indireta nas propriedades mecânicas do elastômero de poliuretano. Geralmente, os diisocianatos aromáticos [como diisocianato de difenilmetano (MDI), diisocianato de tolueno (TDI)] são maiores que os dos diisocianatos alifáticos. Isocianatos [tais como diisocianato de hexametileno (HDI)]; diisocianatos com estruturas simétricas (como MDI) podem conferir maior dureza, resistência à tração e resistência ao rasgo aos elastômeros de poliuretano; O efeito das propriedades físicas e mecânicas é semelhante ao dos diisocianatos.
A relação entre resistência ao calor e estrutura
A estabilidade térmica dos polímeros pode ser medida pela temperatura de amolecimento e temperatura de decomposição térmica. Em geral, a temperatura de decomposição térmica dos elastômeros de poliuretano é inferior à temperatura de amolecimento. De modo geral, os elastômeros de poliéster poliuretano têm melhor resistência ao calor do que os elastômeros de poliéter poliuretano; para diisocianatos aromáticos, a ordem de resistência ao calor é: diisocianato de p-fenileno (PPDI)> diisocianato de 1,5-naftaleno Isocianato (NDI)> MDI> TDI.
A relação entre desempenho em baixa temperatura e estrutura
A elasticidade dos polímeros a baixa temperatura é geralmente medida pela temperatura de transição vítrea e pelo coeficiente de resistência ao frio (ou temperatura de fragilização). Em geral, a flexibilidade a baixas temperaturas do elastômero de poliéter poliuretano é melhor do que a do poliéster.
A relação entre resistência à água e estrutura
O efeito da água nos elastômeros de poliuretano: plastificação da água (absorção de água) e degradação da água. Quando a umidade relativa é de 100%: a taxa de absorção de água do elastômero de poliéster poliuretano é de cerca de 1,1% e o declínio de desempenho é de cerca de 10%; a taxa de absorção de água do elastômero de poliéter poliuretano é de cerca de 1,4% e o declínio de desempenho é de cerca de 20%; No entanto, a estabilidade hidrolítica dos elastômeros de poliéter poliuretano é maior do que a dos elastômeros de poliéster poliuretano.
Resistência a óleos e produtos químicos em função da estrutura
Os elastômeros de poliuretano apresentam boa resistência a graxas e solventes apolares. Geralmente, os elastômeros de poliéster poliuretano têm melhor desempenho em resistência ao óleo do que os elastômeros de poliéter poliuretano; quanto maior a dureza do elastômero de poliuretano, melhor será a resistência ao óleo; a resistência química dos elastômeros de poliuretano policaprolactona (como ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc.) o desempenho é melhor do que outros tipos de poliuretano.
