聚氨酯硬泡塑料強度的重要因素

以承載結(jié)構(gòu)聚氨酯硬泡為代表的高強度聚氨酯硬泡塑料是當(dāng)今聚氨酯泡沫研究的重要方向之一。

這種聚氨酯硬泡由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能(尤其是壓縮強度、拉伸強度和沖擊強度以及彈性模量和尺寸穩(wěn)定性)，常被用于管材、橋梁型材以及軍工宇航器件等需要承受高負(fù)荷的部件方面。

在上述諸多因素中，密度作為聚氨酯硬泡的重要性能指標(biāo)，對其力學(xué)性能的影響最大。

隨著密度提高，彈性模量、拉伸強度、沖擊值、壓縮強度都提高。

還有研究發(fā)現(xiàn)，聚氨酯硬泡的抗水性與密度成正比，由于密度大的硬泡胞體窗口較小，這就決定了高密度硬泡有較好的抗水性，因此高密度聚氨酯硬泡現(xiàn)在已經(jīng)開始應(yīng)用于水底管材。

一般認(rèn)為，聚合物的結(jié)晶度、軟化點、機械強度等隨內(nèi)聚能的大小而強弱，如現(xiàn)實中的聚酯型聚氨酯的強度高于聚醚型，含聚脲的聚氨酯的軟化點遠(yuǎn)高于僅含聚氨基甲酸酯的，均證實了這一論點。

根據(jù)高倍電子顯微鏡觀察，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的泡孔結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)為五邊形構(gòu)成的十二面體結(jié)構(gòu)。泡沫體在發(fā)泡成型的過程中，泡孔的立體結(jié)構(gòu)受到聚合物網(wǎng)絡(luò)骨架、發(fā)泡時產(chǎn)生氣體的擴(kuò)散等各種內(nèi)力和外力的綜合作用。另外，在泡沫形成時，隨著泡沫的上升，在內(nèi)外力的作用下，生成的泡孔結(jié)構(gòu)并非是理想的十二面體結(jié)構(gòu)，而是在發(fā)泡方向上距離較長，在與發(fā)泡的垂直方向上較短。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)骨架聚合物體積含量大于30％ 時，泡沫的結(jié)構(gòu)將更趨向于球形。