? ? ? 水(shui)性(xing)聚氨(an)酯(zhi)的性(xing)能受聚合(he)物大(da)分子(zi)鏈的形態結(jie)構所影響，特別是聚氨(an)酯(zhi)彈性(xing)體(ti)(ti)材(cai)料，軟(ruan)段和硬段的不同對水(shui)性(xing)聚氨(an)酯(zhi)的性(xing)能至關重要。水(shui)性(xing)聚氨(an)酯(zhi)材(cai)料的性(xing)能在很(hen)大(da)程(cheng)(cheng)度(du)上取決于軟(ruan)硬段的相(xiang)結(jie)構及微相(xiang)分離程(cheng)(cheng)度(du)。本文簡述軟段、硬段對水(shui)性(xing)聚氨酯性(xing)能的(de)影響。

? ? ? ?一(yi)、軟段對水性聚氨酯性能(neng)的影響。

? ? ? ?聚(ju)(ju)醚(mi)、聚(ju)(ju)酯等低聚(ju)(ju)物多(duo)元醇組成水性(xing)聚(ju)(ju)氨(an)酯分(fen)子鏈的軟(ruan)段(duan)。軟(ruan)段(duan)在聚(ju)(ju)氨(an)酯結構中(zhong)占大部分(fen)，不同的低聚(ju)(ju)物多(duo)元醇與二異氰酸酯制備的聚(ju)(ju)氨(an)酯性(xing)能(neng)各不相同。極性(xing)(xing)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)作(zuo)軟段(duan)得到的(de)(de)(de)水性(xing)(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)(an)酯(zhi)(zhi)彈性(xing)(xing)體及泡沫的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能較(jiao)好(hao)(hao)。聚(ju)(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)型(xing)水性(xing)(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)(an)酯(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度、耐油性(xing)(xing)、熱(re)氧化穩定(ding)性(xing)(xing)比PPG聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚(mi)型(xing)的(de)(de)(de)高(gao)，但耐水解性(xing)(xing)能比聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚(mi)型(xing)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)。聚(ju)(ju)(ju)(ju)四氫呋喃（PTMEG）型(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)(an)酯(zhi)(zhi)由(you)于PTMEG結構規(gui)整，易(yi)形成(cheng)結晶，強(qiang)(qiang)度與聚(ju)(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)型(xing)的(de)(de)(de)不相(xiang)上下。一般來(lai)說，聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚(mi)型(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)(an)酯(zhi)(zhi)由(you)于軟段(duan)的(de)(de)(de)醚(mi)基較(jiao)易(yi)旋轉(zhuan)，具有較(jiao)好(hao)(hao)的(de)(de)(de)柔順性(xing)(xing)，有優越(yue)的(de)(de)(de)低溫性(xing)(xing)能，并(bing)且聚(ju)(ju)(ju)(ju)醚(mi)中(zhong)不存在(zai)相(xiang)對較(jiao)易(yi)水解的(de)(de)(de)酯(zhi)(zhi)基，其耐水解性(xing)(xing)比聚(ju)(ju)(ju)(ju)酯(zhi)(zhi)型(xing)的(de)(de)(de)好(hao)(hao)。以聚(ju)(ju)(ju)(ju)丁二稀為軟段(duan)的(de)(de)(de)水性(xing)(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)氨(an)(an)(an)酯(zhi)(zhi)，軟段(duan)極性(xing)(xing)弱，軟硬段(duan)間(jian)相(xiang)容(rong)性(xing)(xing)差(cha)(cha)，彈性(xing)(xing)體強(qiang)(qiang)度較(jiao)差(cha)(cha)。

? ? ? ?含有側鏈的(de)軟段(duan)由于位阻作用，分子間氫鍵弱，結晶性差，強(qiang)度(du)一般(ban)比(bi)相(xiang)同軟段(duan)主鏈的(de)無(wu)側基(ji)聚(ju)氨酯差。軟(ruan)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)對聚(ju)(ju)氨酯(zhi)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能有(you)影響(xiang)。一般來(lai)說，假(jia)定聚(ju)(ju)氨酯(zhi)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)相同，其軟(ruan)段(duan)(duan)(duan)若(ruo)(ruo)為聚(ju)(ju)酯(zhi)，則(ze)聚(ju)(ju)氨酯(zhi)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)隨(sui)聚(ju)(ju)酯(zhi)二醇(chun)(chun)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)而提高；若(ruo)(ruo)軟(ruan)段(duan)(duan)(duan)為聚(ju)(ju)醚，則(ze)聚(ju)(ju)氨酯(zhi)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)隨(sui)聚(ju)(ju)醚二醇(chun)(chun)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)而下降，不(bu)過伸長率卻(que)上升。這是因為聚(ju)(ju)酯(zhi)型軟(ruan)段(duan)(duan)(duan)本身極性(xing)就(jiu)較強(qiang)(qiang)，分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)大(da)則(ze)結構規整性(xing)高，對改善強(qiang)(qiang)度(du)(du)有(you)利；而聚(ju)(ju)醚軟(ruan)段(duan)(duan)(duan)則(ze)極性(xing)較弱，若(ruo)(ruo)分(fen)(fen)子(zi)量(liang)(liang)增大(da)，則(ze)PU中硬(ying)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)相對含(han)量(liang)(liang)就(jiu)減小(xiao)，強(qiang)(qiang)度(du)(du)下降。

? ? ? ?軟段(duan)的結晶(jing)(jing)性(xing)對線(xian)型(xing)聚(ju)氨酯(zhi)鏈段(duan)的結晶(jing)(jing)性(xing)有(you)較(jiao)大的貢(gong)獻(xian)。一般來說結晶(jing)(jing)性(xing)對提高聚(ju)氨酯(zhi)制品的性(xing)能(neng)是有(you)利的，但有(you)時結晶(jing)(jing)會降低材(cai)料的低溫柔韌性(xing)，并且結晶(jing)(jing)性(xing)聚(ju)合(he)(he)物常(chang)常(chang)不透(tou)明。為了避(bi)免(mian)結晶(jing)(jing)，可打亂分子的規整(zheng)性(xing)，如采(cai)用共聚(ju)酯(zhi)或共聚(ju)醚(mi)多(duo)元(yuan)醇，或混(hun)合(he)(he)多(duo)元(yuan)醇、混(hun)合(he)(he)擴鏈劑等。

? ? ? ?二(er)、硬段對水性(xing)聚氨酯性(xing)能的影響。

? ? ? ?水性聚氨酯的硬段由反應后的二異氰酸酯或二異氰酸酯與擴鏈劑組成，含有芳基、氨基甲酸酯基、取代脲基等強極性基團。硬鏈段通常影響聚合物的軟化熔融溫度及高溫性能。提(ti)高(gao)聚氨(an)酯結構(gou)中硬(ying)段的(de)含(han)量通(tong)常使聚氨(an)酯材料(liao)硬(ying)度增(zeng)加、彈性降低(di)。

? ? ? ?異氰酸酯的結構影響硬段的剛性，異氰酸酯的種類對聚氨酯材料的性能影響很大。芳族異氰酸酯分子中剛性芳環的存在以及生成的氨基甲酸酯鍵賦予水性聚氨酯較強的內聚力。對稱二異氰酸酯使水性聚氨酯分子結構規整有序，易形成氫鍵，故4，4’-MDI比不對稱的二異氰酸酯（如TDI）所制的水性聚氨酯的內聚力大，模量和撕裂強度等力學性能高。芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯由于硬段含剛性芳環，因而使其硬段內聚強度增大，材料強度一般比脂肪族異氰酸酯型聚氨酯的大，但易泛黃。對于需要提升這類聚氨酯材料的耐黃變性能，往往需要在材料合成時添加抗黃變劑等助劑。不同的異氰酸酯結構對聚氨酯的耐久性也有不同的影響，芳香族比脂肪族異氰酸酯的PU耐熱氧化性能好，因為芳環上的氫較難被氧化。

? ? ? ?擴(kuo)(kuo)鏈劑(ji)對聚氨(an)(an)(an)酯(zhi)性(xing)能也(ye)有(you)明顯影響。含芳環(huan)的(de)二(er)元(yuan)醇與脂(zhi)肪族(zu)二(er)元(yuan)醇擴(kuo)(kuo)鏈的(de)水性(xing)聚氨(an)(an)(an)酯(zhi)相比有(you)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)強(qiang)度。二(er)元(yuan)胺擴(kuo)(kuo)鏈劑(ji)能形成(cheng)脲(niao)鍵(jian)，脲(niao)鍵(jian)的(de)極性(xing)比氨(an)(an)(an)酯(zhi)鍵(jian)強(qiang)，因(yin)而二(er)元(yuan)胺擴(kuo)(kuo)鏈的(de)聚氨(an)(an)(an)酯(zhi)比二(er)元(yuan)醇擴(kuo)(kuo)鏈的(de)聚氨(an)(an)(an)酯(zhi)具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)機械(xie)強(qiang)度、模量、黏附性(xing)，并且還(huan)有(you)較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)低溫性(xing)能。澆(jiao)注(zhu)型聚氨(an)(an)(an)酯(zhi)彈性(xing)體(ti)多采用芳香族(zu)二(er)胺MOCA作擴(kuo)(kuo)鏈劑(ji)，除了固化(hua)工藝因(yin)素(su)外，就是(shi)因(yin)為彈性(xing)體(ti)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)綜合性(xing)能。

? ? ? ?聚氨(an)酯(zhi)(zhi)(zhi)的(de)軟段在高(gao)溫(wen)下短時間(jian)不(bu)會(hui)很快(kuai)被氧化和發生降(jiang)解，但硬(ying)段的(de)耐熱性影響(xiang)聚氨(an)酯(zhi)(zhi)(zhi)的(de)耐溫(wen)性能，硬(ying)段中可能出現由異氰(qing)酸酯(zhi)(zhi)(zhi)反應形成(cheng)的(de)幾(ji)種鍵(jian)基團，其(qi)熱穩定性順序如下：異(yi)氰脲酸酯(zhi)＞脲＞氨(an)基甲(jia)酸酯(zhi)＞縮(suo)二脲＞脲基甲(jia)酸酯(zhi)。異(yi)氰脲酸(suan)酯在270℃左右才開始分解。氨酯鍵(jian)的(de)(de)熱(re)穩(wen)定性隨著鄰近氧原(yuan)子的(de)(de)碳原(yuan)子上取代基的(de)(de)增加(jia)及異(yi)氰酸(suan)酯反應性的(de)(de)增加(jia)或(huo)立體(ti)位阻(zu)的(de)(de)增加(jia)而降低。