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時(shí)間：2023年6月19日 點(diǎn)擊量：2159
所謂的聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是由多異氰酸酯與多元醇反應(yīng)而成，在分子鏈上含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán)（—NH—CO—O—）。在實(shí)際合成的聚氨酯樹(shù)脂中，除了氨基甲酸酯基團(tuán)外，還有脲、縮二脲等基團(tuán)。多元醇屬長(zhǎng)鏈分子，末端為羥基，稱(chēng)為“軟鏈段”，多異氰酸酯稱(chēng)為“硬鏈段”。
不同類(lèi)型的異氰酸酯與多羥基化合物反應(yīng)后，生成各種結(jié)構(gòu)的聚氨酯，從而獲得不同性質(zhì)的高分子材料，如塑料、橡膠、涂料、纖維、粘合劑等。
聚氨酯
聚氨酯（PUR），全名為聚氨基甲酸酯，是一種高分子化合物。1937年由奧托·拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大類(lèi)。他們可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料為主）、聚氨酯纖維（中國(guó)稱(chēng)為氨綸）、聚氨酯橡膠及彈性體。
合成聚氨酯，一般先由線型聚酯或聚醚與二異氰酸酯反應(yīng)，制成低分子量的預(yù)聚體，經(jīng)擴(kuò)鏈反應(yīng)，生成高分子聚合物，然后添加適當(dāng)?shù)慕宦?lián)劑，加熱使其固化，成為硫化橡膠，這種方法稱(chēng)為預(yù)聚法或二步法。
也可以用一步法——將線型聚酯或聚醚直接與二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑、交聯(lián)劑混合，使反應(yīng)發(fā)生，生成聚氨酯橡膠。
熱塑性聚氨酯（PUR-T）
熱塑性聚氨酯是一種（AB）n型嵌段線性聚合物，A代表高分子量的聚酯或聚醚（分子量為1000～6000），稱(chēng)為長(zhǎng)鏈，B代表含2～12個(gè)直鏈碳原子二醇為短鏈，AB鏈段間化學(xué)結(jié)合是用二異氰酸酯。
01PUR-T結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)之間的關(guān)系
鏈段結(jié)構(gòu)
PUR-T分子中A鏈段使得大分子鏈易于旋轉(zhuǎn)，賦予聚氨酯彈性體良好的彈性，使聚合物的軟化點(diǎn)與二級(jí)轉(zhuǎn)變點(diǎn)下降，硬度與力學(xué)強(qiáng)度降低。B鏈段會(huì)束縛大分子鏈的旋轉(zhuǎn)，使聚合物的軟化點(diǎn)與二級(jí)轉(zhuǎn)變點(diǎn)上升，硬度與力學(xué)強(qiáng)度提高，彈性降低。調(diào)節(jié)A與B之間的物質(zhì)的量之比，即可制得不同力學(xué)性能的PUR-T。
交聯(lián)結(jié)構(gòu)
PUR-T的交聯(lián)結(jié)構(gòu)除一級(jí)交聯(lián)外，還必須考慮由分子間的氫鍵形成的二級(jí)交聯(lián)。聚氨酯的一級(jí)交聯(lián)鍵與羥類(lèi)橡膠的硫化結(jié)構(gòu)不同，它的氨基甲酸酯基、縮二脲、脲基甲酸酯基等基團(tuán)規(guī)則而間隔地排列成剛性鏈段，故制得的橡膠具有規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以具有卓越的耐磨性能及其它的優(yōu)異性能。
其次，由于聚氨酯中含有很多諸如脲基或氨基甲酸酯基這類(lèi)內(nèi)聚能較大的基團(tuán)，所以分子鏈間形成的氫鍵具有很高的強(qiáng)度，氫鍵形成的二級(jí)交聯(lián)鍵對(duì)聚氨酯的性能也有重要影響。二級(jí)交聯(lián)使得聚氨酯一方面具有熱固性彈性體的特性，另一方面這種交聯(lián)又沒(méi)有真正地交聯(lián)起來(lái)，是一種虛交聯(lián)，交聯(lián)的狀況取決于溫度。
隨著溫度的升高，這種交聯(lián)逐漸減弱以至于消失，聚合物具有一定的流動(dòng)性，可以進(jìn)行熱塑性加工。當(dāng)溫度降低時(shí)，這種交聯(lián)又逐漸恢復(fù)并再次形成。少量填料的加入，使分子間的距離增大，分子間形成氫鍵的能力減弱，強(qiáng)度便會(huì)急劇下降。
基團(tuán)的穩(wěn)定性
研究表明，聚氨酯中各基團(tuán)穩(wěn)定性由高到低的順序是：酯、醚、脲、氨基甲酸酯、縮二脲，在聚氨酯的老化過(guò)程中，首先是縮二脲和脲基甲酸酯的交聯(lián)鍵斷裂，接著是氨基甲酸酯和脲鍵斷裂，即主鏈斷裂。
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