? ? ? ?水性聚氨酯的性能歸根結底受大分子鏈的形態和結構所影響，特別是聚氨酯彈性體材料，軟段和硬段的相分離對水性聚氨酯的性能至關重要。水性聚氨酯材料的性能在很大程度上取決于軟硬段的相結構及微相分離程度，適度的相分離有利于改善聚合物的性能。?

? ? ? ?從微觀形態結構看，在水性聚氨酯中，強極性和剛性的氨基甲酸酯基由于內聚能大，分子間可以形成氫鍵，聚集在一起形成硬段微相區，室溫下這些微區呈玻璃態次晶或微晶；極性較弱的聚醚鏈段或聚酯等鏈段聚集在一起形成軟段相區。軟段和硬段雖然有一定的混溶，但硬段相區與軟段相區具有熱力學不相容性質，導致產生微觀相分離，并且軟段微區及硬段微區表現出各自的玻璃化溫度。軟段相區主要影響材料的彈性及低溫性能。?

? ? ? ?硬段之間的鏈段吸引力遠大于軟段之間的鏈段吸引力，硬相不溶于軟相中，而是分布其中，形成一種不連續的微相結構，常溫下在軟段中起物理交聯點的作用，并起增強作用。故硬段對材料的力學性能，特別是拉伸強度、硬度和耐撕裂強度具有重要影響。這就是聚氨酯彈性體中即使沒有化學交聯，常溫下也能顯示高強度、高彈性的原因。聚氨酯彈性體中能否發生微相分離，微相分離的程度、硬相在軟相中分布的均勻性都直接影響彈性體的力學性能。聚醚、聚酯等低聚物多元醇組成軟段，軟段在PU樹脂中占大部分，不同的低聚物多元醇與二異氰酸酯制備的PU性能各不相同。?含有側鏈的軟段，由于位阻作用，氫鍵弱，結晶性差，強度一般比相同軟段主鏈的無側基聚氨酯差。?

? ? ? ?軟段的分子量對聚氨酯的力學性能影響。一般來說，假定聚氨酯分子量相同，其軟段若為聚酯，則PU的強度隨聚酯二醇分子量的增加而提高；若軟段為聚醚，則PU的強度隨聚醚二醇分子量的增加而下降，不過伸長率卻上升。這是因為聚酯型軟段本身極性就較強，分子量大則結構規整性高，對改善強度有利；而聚醚軟段則極性較弱，若分子量增大，則PU中硬段的相對含量就減小，強度下降。?

? ? ? ?軟段的結晶性對線型聚氨酯鏈段的結晶性有較大的貢獻。一般來說結晶性對提高聚氨酯制品的性能是有利的，但有時結晶會降低材料的低溫柔韌性，并且結晶性聚合物常常不透明。為了避免結晶，可打亂分子的規整性，如采用共聚酯? 或共聚醚多元醇，或混合多元醇、混合擴鏈劑等。?

? ? ? ?硬段對水性聚氨酯性能的影響。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。?異氰酸酯的結構影響硬段的剛性，因而異氰酸酯的種類對PU材料的性能有很大影響。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，實際應用中可以添加合適的抗黃變劑來改善其耐黃變性能。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。?

? ? ? ?擴鏈劑對PU性能也有影響。含芳環的二元醇與脂肪族二元醇擴鏈的水性聚氨酯相比有較好的強度。二元胺擴鏈劑能形成脲鍵，脲鍵的極性比氨酯鍵強，因而二元胺擴鏈的聚氨酯比二元醇擴鏈的聚氨酯具有較高的機械強度、模量、黏附性，并且還有較好的低溫性能。澆注型聚氨酯彈性體多采用芳香族二胺MOCA作擴鏈劑，除了固化工藝因素外，就是因為彈性體具有良好的綜合性能。?

? ? ? ?聚氨酯的軟段在高溫下短時間不會很快被氧化和發生降解，但硬段的耐熱性影響聚氨酯的耐溫性能，硬段中可能出現由異氰酸酯反應形成的幾種鍵基團，其熱穩定性順序：異氰脲酸酯＞脲＞氨基甲酸酯＞縮二脲＞脲基甲酸酯 。其中高穩定的異氰脲酸酯在270℃左右才開始分解。氨酯鍵的熱穩定性隨著鄰近氧原子的碳原子上取代基的增加及異氰酸酯反應性的增加或立體位阻的增加而降低。?