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水性聚氨酯基團的氫鍵、結(jié)晶性與性能的關(guān)系

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2019/3/26 瀏覽次數(shù)：

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一、水性聚氨酯基團的氫鍵與性能的關(guān)系：

氫鍵存在于含電負性較強的N原子、氧原子的基團和含H原子的基團之間，與基團內(nèi)聚能大小有關(guān)，硬段的氨基甲酸酯或脲基的極性強，氫鍵多存在于硬段之間。據(jù)報道，水性聚氨酯中多種基團的亞氨基（NH）大部分能形成氫鍵，而其中大部分是NH與硬段中的羰基形成的，小部分與軟段中的醚氧基或酯羰基之間形成的。與分子內(nèi)化學(xué)鍵的鍵合力相比，氫鍵是一種物理吸引力，它比原子之間的鍵合力小得多，但大量氫鍵的存在，在極性聚合物中是影響性能的重要因素之一。氫鍵具有可逆性，在較低溫度，極性鏈段的緊密排列促使氫鍵形成；在較高溫度，鏈段接受能量而活動，氫鍵消失，氫鍵起物理交聯(lián)的作用，它可使水性聚氨酯彈性體具有較高的強度、耐磨性。氫鍵越多，分子間作用力越強，材料的強度越高。

二、水性聚氨酯基團的結(jié)晶性與性能的關(guān)系：

結(jié)構(gòu)規(guī)整、含極性及剛性基團多的線型水性聚氨酯，分子間氫鍵多，材料的結(jié)晶程度高，這影響水性聚氨酯的某些性能，如強度、耐溶劑性，水性聚氨酯材料的強度、硬度和軟化點隨結(jié)晶程度的增加而增加，伸長率和溶解性則降低。對于某些應(yīng)用，如單組分熱塑性聚氨酯膠黏劑，要求結(jié)晶快，以獲得初黏力。某些熱塑性聚氨酯彈性體因結(jié)晶性高而脫?？?。結(jié)晶聚合物經(jīng)常由于折射光的各向異性而不透明。

若在結(jié)晶性線型聚氨酯中引入少量支鏈或側(cè)基，則材料結(jié)晶性下降，交聯(lián)密度增加到一定程度，軟段失去結(jié)晶性，整個水性聚氨酯彈性體可由較堅硬的結(jié)晶態(tài)變?yōu)閺椥暂^好的無定形態(tài)。在材料被拉伸時，拉伸應(yīng)力使得軟段分子基團的規(guī)整性提高，結(jié)晶性增加，會提高材料的強度。硬段的極性越強，越有利于材料的結(jié)晶。

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