乙基纤维素与聚氨酯复合材料的研究(4)
就二醇扩链剂而言，聚氨酯弹性体的热稳定性视二醇的刚性大小而定。含芳环的二元醇与脂肪族二元醇扩链的聚氨酯相比有较好的强度。二元胺扩链剂能形成脲键，它的极性比氨基酯键强，因而二元胺扩链的聚氨酯比二元醇扩链的聚氨酯具有较高的力学强度、模量、粘附性，耐热性等，并且还有较好的低温性能。浇注型聚氨酯弹性体多采用芳香族二胺MOCA作扩链剂，除固化工艺因素外，就是因为弹性体具有良好的综合性能。比较两种不同的二胺类扩链剂，即MOCA和3，3´-二氯-4，4´-二氯基联苯胺（DAB），合成的聚氨酯弹性体，研究的结果发现：它们的模量为6.9MPa时，所对应的温度分别是190℃和170℃。前者要高于后者近20℃，这主要是由于DAB中的联苯基的刚性要高于MOCA中的二苯基。
人们通过对聚氨酯弹性体耐热性的改善来获得更好的性能。一般增加分子中硬段的比例或者在聚氨酯分子链上引入些刚性基团，可以提高基体的耐热性及力学强度，但是会降低材料的柔顺性和断裂伸长率[11]。
(4) 聚氨酯弹性体分子中的氢键
据报道，聚氨酯大分子中的多种基团中的亚胺基大部分能形成氢键，其中大部分是亚胺基与硬段中的羰基形成的，小部分是与软段中的醚氧基或酯羰基形成的。在聚氨酯中氢键与硬段一样起物理交联作用，可使聚氨酯弹性体具有较高的强度、耐磨性、耐溶剂性及较小的拉断永久变形。同时氢键具有可逆性，在较低温度时，极性链段的紧密排列促使氢键形成，在较高温度时，链段接受能量而进行热运动，链段及分子间距离增大，氢键减弱甚至消失。氢键越多，分子间的作用力就越强，材料的强度也就越高。而氢键含量的多少会直接影响到体系中的微相分离的程度[12]。氢键力与分子内的化学键的键合力相比而言，要小很多。但是，在极性聚合物中，大量氢键的存在，也是影响其各种性能的重要因素之一。对于聚醚型聚氨酯，其硬段的亚氨基不仅可以与其本身的羰基形成氢键，也可与软段的醚键形成氢键；对于聚酯型聚氨酯，亚氨基还可以与软段中的羰基形成氢键。前者代表微相分离，后者代表微相混合。交联的形成降低了氢键化程度。对于聚醚聚氨酯，随着硬段含量的增加，羰基的氢键化程度逐渐提高，而亚胺基与醚键的氢键化程度则逐渐降低，微相分离程度随之提高。这是由于硬段含量增加，其序列长度也增加，硬段与软段的相容性变差，使其微区更容易形成，导致更大的微相分离。