水性聚氨酯樹脂結構與低溫性能的關聯性探究-蘇州青田新材料有限公司

高聚物的低溫彈性性能，主要依賴于玻璃化溫度與耐寒系數的綜合評估。玻璃化溫度這一物理指標，實際上揭示了高聚物分子鏈段開始運動的低臨界點。而這種低溫彈性，本質上與大分子鏈及其鏈段的柔順性相關，具體受到主干鏈的內旋轉特性、分子間作用力以及大分子本身的立體結構等多種因素影響。

凡是增加分子鏈僵硬的因素，如分子鏈中存在的極性基團、分子轉動的能量壁壘，或是交聯點的存在，都會引發玻璃化溫度的上升。大分子鏈的柔性主要源于主鏈上單鍵的內旋轉作用。由于相鄰碳原子上的氫原子之間存在相互排斥的效應，C-C鍵的旋轉能量壁壘相對較高。相比之下，醚鍵在自由旋轉時遇到的阻力較小，因此，當醚鍵將C-C鍵分隔開時，大分子鏈的柔順性便得以增強。

同樣，酯基中的C—O—鍵也具備自由旋轉的能力，但由于酯基的極性大于醚基，聚醚型水性聚氨酯在低溫下的屈撓性能往往優于聚酯型。此外，聚醚和聚酯的分子結構規整性以及分子量大小，也在一定程度上影響著它們的低溫性能。一般來說，軟段結構越規整，分子量越大，越容易形成結晶。然而，當軟段與硬段連接后，由于硬段的空間位阻效應，軟段的結晶過程會受到阻礙。因此，在特定的相對分子質量范圍內，隨著軟段分子量的增加，其柔性反而會有所增強，微相分離現象也更為完全。

從形態學的視角來看，水性聚氨酯彈性體的玻璃化溫度主要取決于軟鏈段的性質以及軟段相的純度。當軟段相的純度趨近于某一特定值時，其玻璃化溫度應接近于軟鏈段組成物的玻璃化溫度。而硬段的影響則主要體現在對微相分離過程的調控上。

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