
聚氨酯弹性体是一种由聚酯或聚醚多元醇、二异氰酸酯及扩链剂构成的嵌段共聚物,具有优良的综合性能。以下是几种可以增强其弹性的方法:
1. 改变原料组成
增加软段比例:
软段赋予聚氨酯弹性体高弹性等特性,增加软段比例可提升弹性。例如,提高聚醚多元醇或聚酯多元醇在聚氨酯配方中的含量,能增强弹性体的柔韧性和弹性回复能力。
选择合适的软段种类:
不同软段对聚氨酯弹性体的性能影响不同。聚醚多元醇软段的弹性体耐低温性能好,弹性恢复快;聚酯多元醇软段的弹性体则强度高、弹性好。可根据具体需求选择合适的软段种类。
2.添加增塑剂
添加柠檬酸酯类增塑剂:
柠檬酸三丁酯等增塑剂可增加聚氨酯弹性体的柔韧性和弹性。增塑剂分子插入聚合物链之间,降低链间作用力,使聚合物链更易移动,从而提高弹性。
添加环氧类增塑剂:
环氧大豆油等环氧类增塑剂与聚氨酯有良好的相容性,能有效提高弹性体的弹性和柔韧性。它们在聚氨酯分子链之间起润滑作用,减少链间的摩擦,增加链的活动性,进而提高弹性。
3. 利用纳米材料
添加碳纳米管:
碳纳米管具有优异的力学性能,可与聚氨酯基体形成良好的界面结合,从而提高弹性体的弹性和强度。碳纳米管与聚氨酯硬段形成相互作用网络,增强材料的动态模量,同时保持较高的断裂伸长率。
添加纳米二氧化硅:
纳米二氧化硅具有高比表面积和表面活性,能与聚氨酯基体相互作用,提高弹性体的弹性和耐磨损性能。通过表面修饰的纳米二氧化硅可更好地分散在聚氨酯基体中,形成均匀的复合材料,从而增强弹性。
4. 共混改性
与聚碳酸酯共混:
聚碳酸酯具有良好的弹性和韧性,与聚氨酯弹性体共混可提高其弹性和耐冲击性能。二者通过物理共混或化学接枝等方式结合,形成具有协同效应的共混体系,从而增强弹性。
与热塑性聚氨酯弹性体共混:
热塑性聚氨酯弹性体具有优异的弹性和加工性能,与聚氨酯弹性体共混可改善其弹性和柔韧性。共混后的材料在保持原有性能的基础上,具有更好的弹性和耐磨性。
5. 化学改性
扩链反应:
通过扩链反应引入更多的交联点,可提高聚氨酯弹性体的弹性和强度。扩链剂如1,4-丁二醇等能与聚氨酯分子链反应,形成更长的分子链,从而提高弹性。
交联改性:
化学交联可提高聚氨酯弹性体的弹性和耐热性。交联剂如过氧化物等能与聚氨酯分子链反应,形成三维网状结构,从而增强弹性。
6. 发泡技术
超临界二氧化碳发泡技术:
通过控制发泡条件,如压力、温度等,可制备出具有微孔结构的聚氨酯泡沫弹性体,提高其弹性和减震性能。微孔结构能有效分散应力,增加材料的弹性回复能力。
化学发泡剂发泡技术:
选择合适的化学发泡剂,通过发泡反应产生气体,使聚氨酯弹性体形成多孔结构,从而提高其弹性和轻质性。发泡剂分解产生的气体在聚氨酯中形成大量微孔,增加材料的柔韧性和弹性。