الاستومرهای پلی اورتان در حالت جامد مورد استفاده قرار می گیرند و خواص مکانیکی آنها تحت نیروهای خارجی مختلف مهمترین شاخص عملکرد آنها می باشد. به طور کلی الاستومرهای پلی یورتان مانند سایر پلیمرها هستند و خواص آنها به وزن مولکولی، نیروهای بین مولکولی، چقرمگی قطعه، تمایل کریستالیزاسیون، انشعاب و اتصال عرضی و همچنین موقعیت، قطبیت و اندازه جانشین ها مربوط می شود. با این حال، الاستومرهای پلی یورتان با پلیمرهای مبتنی بر هیدروکربن (PP، PE، و غیره) متفاوت هستند، زیرا ساختار مولکولی آنها از بخش‌های نرم (پلی‌ال‌های الیگومر) و بخش‌های سخت (پلی ایزوسیانات‌ها، پیوندهای متقاطع گسترده‌شده با زنجیره و غیره) تشکیل شده است. نیروی الکترواستاتیک بین ماکرومولکول ها، به ویژه بین بخش های سخت، بسیار قوی است و اغلب تعداد زیادی پیوند هیدروژنی تشکیل می شود. این نیروی الکترواستاتیک قوی مستقیماً تأثیر نمی گذارد علاوه بر خواص مکانیکی، همچنین می تواند باعث تجمع قطعات سخت، ایجاد جداسازی میکروفاز و بهبود خواص مکانیکی و خواص دمای بالا و پایین الاستومرها شود.
خواص مکانیکی الاستومر پلی یورتان به تمایل تبلور الاستومر پلی اورتان، به ویژه تمایل به تبلور بخش نرم بستگی دارد. با این حال، الاستومر پلی اورتان در حالت کشسانی بالا استفاده می شود و انتظار کریستالیزاسیون وجود ندارد. بنابراین لازم است فرمول تصویب شود و طراحی فرآیند تعادلی بین الاستیسیته و استحکام پیدا کند، به طوری که الاستومر پلی یورتان تهیه شده در دمای استفاده متبلور نشود، خاصیت ارتجاعی خوبی داشته باشد و در صورت کشش زیاد بتواند به سرعت متبلور شود. دمای ذوب این تبلور در حدود دمای اتاق است، هنگامی که نیروی خارجی حذف می شود، کریستال به سرعت ذوب می شود و این ساختار کریستالی برگشت پذیر برای بهبود استحکام مکانیکی الاستومر پلی اورتان بسیار مفید است.
اینکه آیا الاستومر پلی یورتان می تواند تبلور برگشت پذیر داشته باشد عمدتاً به قطبیت، وزن مولکولی، نیروی بین مولکولی و نظم ساختار بخش نرم بستگی دارد. قطبیت مولکولی و نیروی بین مولکولی پلی استر از پلی اتر بیشتر است، بنابراین استحکام مکانیکی الاستومر پلی اورتان پلی استر بیشتر از الاستومر پلی اورتان پلی اتر است. گروه های جانبی در بخش نرم باعث کاهش کریستالیته می شوند که باعث کاهش عملکرد محصول می شود. ویژگی های مکانیکی.
ساختار بخش سخت پلی اورتان نیز تأثیر مستقیم و غیرمستقیم بر خواص مکانیکی الاستومر پلی اورتان دارد. به طور کلی، دی ایزوسیانات های آروماتیک [مانند دی ایزوسیانات دی فنیل متان (MDI)، دی ایزوسیانات تولوئن (TDI)] بزرگتر از دی ایزوسیانات های آلیفاتیک هستند. ایزوسیانات ها [مانند هگزامتیلن دی ایزوسیانات (HDI)]؛ دی ایزوسیانات ها با ساختارهای متقارن (مانند MDI) می توانند سختی، استحکام کششی و مقاومت پارگی بالاتری را به الاستومرهای پلی یورتان منتقل کنند. اثر خواص فیزیکی و مکانیکی مشابه دی ایزوسیانات ها است.
رابطه بین مقاومت حرارتی و ساختار
پایداری حرارتی پلیمرها را می توان با دمای نرم شدن و دمای تجزیه حرارتی اندازه گیری کرد. به طور کلی دمای تجزیه حرارتی الاستومرهای پلی یورتان کمتر از دمای نرم شدن است. به طور کلی، الاستومرهای پلی اورتان پلی استر مقاومت حرارتی بهتری نسبت به الاستومرهای پلی اورتان پلی اتر دارند. برای دی ایزوسیانات های آروماتیک، ترتیب مقاومت حرارتی به این صورت است: p-phenylene diisocyanate (PPDI)> 1،5-naphthalene diisocyanate isocyanate (NDI)>MDI>TDI.
رابطه بین عملکرد دمای پایین و ساختار
خاصیت ارتجاعی دمای پایین پلیمرها معمولاً با دمای انتقال شیشه ای و ضریب مقاومت به سرما (یا دمای شکنندگی) اندازه گیری می شود. به طور کلی، انعطاف پذیری دمای پایین الاستومر پلی اتر پلی اورتان بهتر از پلی استر است.
رابطه مقاومت در برابر آب و ساختار
تأثیر آب بر الاستومرهای پلی یورتان: پلاستیک سازی آب (جذب آب) و تخریب آب. هنگامی که رطوبت نسبی 100٪ است: میزان جذب آب الاستومر پلی اورتان پلی استر حدود 1.1٪ است و کاهش عملکرد حدود 10٪ است. نرخ جذب آب الاستومر پلی اورتان پلی اتر حدود 1.4٪ است و کاهش عملکرد حدود 20٪ است. با این حال، پایداری هیدرولیکی الاستومرهای پلی اتر پلی اورتان بیشتر از الاستومرهای پلی اورتان پلی استر است.
مقاومت در برابر روغن و شیمیایی به عنوان تابعی از ساختار
الاستومرهای پلی اورتان مقاومت خوبی در برابر گریس و حلال های غیر قطبی دارند. به طور کلی، الاستومرهای پلی اورتان پلی استر نسبت به الاستومرهای پلی اورتان پلی اتر عملکرد بهتری در مقاومت روغن دارند. هرچه سختی الاستومر پلی اورتان بیشتر باشد، مقاومت روغن بهتر است. مقاومت شیمیایی الاستومرهای پلی اورتان پلی کاپرولاکتون (مانند اسید سولفوریک، اسید نیتریک و غیره) عملکرد بهتری نسبت به سایر انواع پلی اورتان دارد.
