摘要：耐热性是聚氨酯弹性体的一项重要性能指标。微相分离结构对聚氨酯弹性体的耐热性能有很大的影响。主要介绍了聚氨酯弹性体微相分离结构中软缎、硬段对耐热性能的影响。

方法。提高微相分离程度是改善其耐热性的重要方法之一。

弹性体是指玻璃化温度（T ）低于室温，拉断伸长率，大于50%，外力撤除后复原性比较好的高分子材料 。聚氨酯是指在高分子主链结构上含有许多氨基甲酸酯基团的聚合物，我国也有资料将其称为聚氨基甲酸酯、聚脲烷等。

聚氨酯弹性体（PUE）是由硬段和软段交替排列构成的，硬段即异氰酸酯和扩链剂，软段即低聚物多元醇[2]。在常温下，软段形态为高弹态，硬段形态为玻璃态或结晶态。聚氨酯弹性体由于构成结构单元的原材料种类很多，配方的可调范围很大，因此其性能范围很宽，是介于橡胶和塑料之间的一类特殊高分子材料。

聚氨酯弹性体的力学性能在很大程度上影响其使用性能，而其力学性能又取决于分子链的结构，因而与聚氨酯分子链中软段与硬段的混合程度及微相分离结构是密切相关的。由于软段与硬段之间的热力学不相容性即软段与硬段能够通过分散聚集形成独立的微区。聚氨酯弹性体发生微相分离后，硬段微区分布于软段相中起着物理交联点的作用，因而可以显著提高聚氨酯弹性体的力学性能。

1 聚氨酯弹性体的微相分离结构

由于聚氨酯的硬链段极性强，相互间的引力大，硬链段和软链段具有自发分离的倾向，即不相容性，所以硬链段容易聚集在一起，形成许多微区，分布于软段相中，这种现象叫微相分离，如图1所示。微相分离的过程实际上就是弹性体中硬段从共聚物体系中分离、聚集或结晶的过程。大分子链的形态结构对聚氨酯弹性体的性能会产生很大的影响，适度的微相分离对聚氨酯弹性体性能的改善是有利的。

微相分离结构是一种可发挥物理交联作用特有的结构。聚醚、聚酯或聚烯烃等多元醇构成软段，二异氰酸酯、扩链剂构成硬段。由于软段和硬段之间的力学不相容性，2者能够通过分散和聚集分别形成独立的微区。

2 微相分离结构对耐热性的影响

2.1软段

1） 软段结构

聚醚和聚酯等低聚物多元醇组成软段。软段在聚氨酯中占大部分，用不同的低聚物多元醇所制备的聚氨酯性能也不同。聚氨酯弹性体的软链段主要影响材料的弹性，并对其低温性能和拉伸性能有突出的贡献。所以，软链段的T 参数是极其重要的。其次，结晶度、熔点和应变诱导结晶等也是影响其极限力学性能的因素。

2） 软段的影响

软段的含量、相对分子质量在很大程度上影响着微相分离。聚氨酯弹性体中软、硬段会产生微相分离，但软、硬段并未发生完全的相分离，软段的T 对其相对分子质量非常敏感。当软链段分子质量增大，分子链的柔性随之增加，分子链运动、构象的调整变得更容易。随着软链段分子质量的增大,软、硬链段之间的相容性变差，更容易产生微相分离。与高分子质量的软段相比，低分子质量的软段与硬段相容性较好，因而有更多的硬段溶解在无定型相中，导致无定型相的玻璃化温度提高，相容程度增大。Wang 利用DSC和DMA研究PEO相对分子质量分别为2 000、4 000、6 000的PET-PEO聚醚酯弹性体的微相分离行为，发现随着分子质量的增加，无定型相中PET硬段减少，相分离程度提高。

2.2硬段

1） 硬段结构

聚氨酯弹性体的硬段是由异氰酸酯和扩链剂组成的，所含主要化学基团有氨基甲酸酯基、芳基、取代脲基等，这些基团的极性非常强。硬段主要对聚氨酯弹性体的高温性能产生影响。

2） 硬段的影响

聚氨酯弹性体的硬段使弹性体具有较高的模量、硬度和强度。改变硬段含量，嵌段聚氨酯可以从柔软的橡胶转变为高模量的硬塑料。硬段含量通常用二异氰酸酯与扩链剂的质量分数来表示。对于聚醚聚氨酯，随着硬段含量增加，极性基团增多，硬段分子间作用力增大微相分离程度高，同时，硬段微区逐渐形成结晶，并且结晶度随硬段含量增加而逐渐提高。从热力学角度分析，增加硬段长度有利于微相分离，但由于硬段长度有利于微相分离，但由于硬段长度具有多分散性，因此微相分离的程度及微区有序性还与硬段的长度分布有关。