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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 高分子 » 高分子化学 » 聚氨酯（TPU）为什么会有弹性？
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shy12s

铁虫 (初入文坛)

[交流] 聚氨酯（TPU）为什么会有弹性？ 已有8人参与

聚氨酯（TPU）为什么会有弹性？各位大神能否为我解释下呢？
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天道酬勤
1楼 2012-07-31 20:57:51
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回帖置顶 ( 共有1个 )

12lubing

木虫 (正式写手)
★ ★ ★
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zznjut: 金币+2, PEPI+1, 应助指数+1, 欢迎交流 2012-08-01 08:32:43
引用回帖:
4楼: Originally posted by pandaandy at 2012-07-31 21:44:38
弹性体的弹性来源于分子链拉伸过程中的熵变。
单纯用MDI和BDO做的PU的弹性并不好，因为氢键作用强，拉伸所做的功用来破坏氢键了，就没有什么剩下的功给熵了。
弹性好的PU应该还加了其他rubber链段在里面的，该rub ...

我不知道你为啥把热力学的熵变整出来做什么。
TPU弹性体是因为他的硬软段微相分离，造成的弹性体性能，硬段形成微区，分布在软段组成的基质中，当受到应力时，硬段起到骨架作用，分散到整个体系中。RUBBER是橡胶，PU是聚氨酯和醇组分或者氨组分（制备聚脲）反应制得。硬段在弹性链中起到物理交联的作用，在硬段的熔点以上时材料可以进行注射成型，在冷却时能够重新生成交联的硬段微区，这就是可塑性弹性体。
早期人们是研究SBS等嵌段共聚物，他们也具有弹性体的性能，因为他们微相分离，但是他们的化学可设计性没有聚氨酯强，后来转而研究TPU。见
C.S. Schollenberger, Polyurethan VC, a Virtually Crosslinked Elastomer, Rubber Chem. Technol., 35 (1962) 742.

Cooper, S. L.; Tobolsky, A. V., Properties of Linear Elastomeric Polyurethanes. J. Appl. Polym. Sci. 1966, 10, 1837-1844.
此外，氢键是造成微相分离的原因，但是不是一定有氢键才微相分离和弹性体性能，有人制备过没有氢键的聚氨酯，同样能微相分离
Harrell, L. L., Segmented Polyurethanes . Properties as a Function of Segment Size and Distribution. Macromolecules 1969, 2 (6), 607-&.
聚氨酯的氢键和聚脲的氢键也是不同的，聚氨酯是简单二维的，聚脲可形成三维，这也是为什么聚脲性能要好的原因了
而且氢键可能是硬段与硬段形成（微相分离），也可能与软段形成（微相混合），引出软段可能与硬段发生其他作用力。
Yilgor, E.; Yurtsever, E.; Yilgor, I., Hydrogen bonding and polyurethane morphology. II. Spectroscopic, thermal and crystallization behavior of polyether blends with 1,3-dimethylurea and a model urethane compound. Polymer 2002, 43 (24), 6561-6568.
Lee, H. S.; Wang, Y. K.; Hsu, S. L., Spectroscopic Analysis of Phase-Separation Behavior of Model Polyurethanes. Macromolecules 1987, 20 (9), 2089-2095.

[ Last edited by 12lubing on 2012-8-1 at 01:42 ]
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shy12s shy12s
6楼2012-08-01 01:39:32
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pandaandy

金虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
弹性体的弹性来源于分子链拉伸过程中的熵变。
单纯用MDI和BDO做的PU的弹性并不好，因为氢键作用强，拉伸所做的功用来破坏氢键了，就没有什么剩下的功给熵了。
弹性好的PU应该还加了其他rubber链段在里面的，该rubber链段柔软，无分子间作用力，例如聚醚，聚丁二烯，聚异丁烯。
不知道有没有金币奖励呀。
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4楼2012-07-31 21:44:38
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shy12s

铁虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
6楼: Originally posted by 12lubing at 2012-08-01 01:39:32
我不知道你为啥把热力学的熵变整出来做什么。
TPU弹性体是因为他的硬软段微相分离，造成的弹性体性能，硬段形成微区，分布在软段组成的基质中，当受到应力时，硬段起到骨架作用，分散到整个体系中。RUBBER是 ...

嗯嗯，你说的很详细。解决了我的疑虑，您附的参考文献也很好，我要找时间看看。有问题再向您请教了
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天道酬勤
9楼2012-08-01 12:12:52
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suding

铁杆木虫 (知名作家)
氢键比较多，在外力作用下容易恢复原来的状态
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shy12s
人在江湖，以仁為人，以韌為事，精誠所至，金石為開。
2楼2012-07-31 21:10:20
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shy12s

铁虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by suding at 2012-07-31 21:10:20
氢键比较多，在外力作用下容易恢复原来的状态

谢谢！您所说的氢键是氨基甲酸酯的中的NH与羰基的氢键作用吗？如果在做聚氨酯的过程中，有水的影响，那么也会形成脲键，脲键的氢键作用也将会使TPU具有弹性？与氨基甲酸酯中的氢键哪个影响更大些？
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天道酬勤
3楼2012-07-31 21:42:52
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shy12s

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by pandaandy at 2012-07-31 21:44:38
弹性体的弹性来源于分子链拉伸过程中的熵变。
单纯用MDI和BDO做的PU的弹性并不好，因为氢键作用强，拉伸所做的功用来破坏氢键了，就没有什么剩下的功给熵了。
弹性好的PU应该还加了其他rubber链段在里面的，该rub ...

恩，你说的很好。那么熵变的大小由什么来决定？也就是说，在同样外力的作用下，为什么有的pu熵变大（弹性好）而有的小（弹性差）？会像楼上所说，是氢键影响么？

[ Last edited by shy12s on 2012-7-31 at 22:21 ]
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天道酬勤
5楼2012-07-31 22:20:03
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fanshourui

铁杆木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
硬段软缎，自己好好查查
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7楼2012-08-01 07:49:53
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zznjut

荣誉版主 (文坛精英)

万里独行之江湖散人

优秀版主
软硬结合
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禾口言皆土也王求
8楼2012-08-01 08:32:59
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shy12s

铁虫 (初入文坛)
引用回帖:
7楼: Originally posted by fanshourui at 2012-08-01 07:49:53
硬段软缎，自己好好查查

嗯嗯
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天道酬勤
10楼2012-08-01 12:13:08
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