Polyurethane Elastomers: From Morphology to Mechanical Aspects

گزارشی جامع از رفتار فیزیکی/مکانیکی الاستومرها، فیلم‌ها و مخلوط‌های پلی یورتان‌ها (PU's) با کریستالینیتی متغیر. جنبه های تحت پوشش عبارتند از کشش و غیر ارتجاعی PU های آمورف به کریستالی، در رابطه با حساسیت آنها به ساختار شیمیایی و فیزیکی. مطالعه‌ای در مورد اینکه چگونه جنبه‌های پاسخ‌های سازنده PU با ترکیب متفاوت است، انجام شده است: روش چندافزودن، بخش سخت، بخش نرم و توسعه‌دهنده زنجیره (دیول‌ها و دیامین‌ها) به طور سیستماتیک در تعداد زیادی از سیستم‌های مدل و جدید دارای پیوند عرضی و ترموپلاستیک متفاوت هستند. PUs. نتایج مربوط به: تغییرات ریزساختاری، بر اساس شواهد حاصل از پراکندگی اشعه ایکس (SAXS و WAXS)، و همچنین تحلیل‌های مکانیکی دینامیکی (DMA)، کالری‌سنجی روبشی تفاضلی (DSC) و دو رنگی IR خواهد بود. اثرات غیرکشسانی نیز با گنجاندن همبستگی‌های کمی بین بزرگی اثر مولینز و اتلاف انرژی کسری توسط پسماند تحت کرنش چرخه‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد و روابط مشترکی را ارائه می‌دهد که با همه مواد مورد مطالعه نزدیک شده است. یکی از ویژگی های ساختاری اصلی بررسی شده، رابطه بین ماهیت بخش سخت (بلور شدن یا نه) و بخش های نرم است. بلورینگی گاهی اوقات در فاز سخت PUهای تجاری مشاهده شده است، اما این معمولاً برای اکثر ساختارهای بخش سخت زمانی که از مذاب جامد می شوند به چند درصد محدود می شود. یک دی ایزوسیانات خاص، دی ایزوسیانات 4،4-دی بنزیل (DBDI) که در حضور گسترش دهنده های زنجیره ای مناسب (دیول ها یا دی آمین ها)، درجات قابل توجهی از بلورینگی را ایجاد می کند [i-iii] و این در کار حاضر گنجانده شده است. درک مسیرهای واکنش درگیر، در حل تکامل مورفولوژیکی ظریف در سطح نانومتر، و گرفتن ریاضی رفتار مکانیکی ویسکوالاستیک غیرخطی پیچیده و با تغییر شکل بزرگ فرض می شود که بینش مهم جدیدی را در تحقیقات پایه جهانی در پلی یورتان ها و تحقیقات صنعتی کاربردی در این منطقه.

A comprehensive account of the physical / mechanical behaviour of polyurethanes (PU´s) elastomers, films and blends of variable crystallinity. Aspects covered include the elasticity and inelasticity of amorphous to crystalline PUs, in relation to their sensitivity to chemical and physical structure. A study is made of how aspects of the constitutive responses of PUs vary with composition: the polyaddition procedure, the hard segment, soft segment and chain extender (diols and diamines) are varied systematically in a large number of systems of model and novel crosslinked andthermoplastic PUs. Results will be related to: microstructural changes, on the basis of evidence from x-ray scattering (SAXS and WAXS), and also dynamic mechanical analyses (DMA), differential scanning calorimetry (DSC) and IR dichroism. Inelastic effects will be investigated also by including quantitative correlations between the magnitude of the Mullins effect and the fractional energy dissipation by hysteresis under cyclic straining, giving common relations approached by all the materials studied. A major structural feature explored is the relationship between the nature of the hard segment (crystallising or not) and that of the soft segments. Crystallinity has been sometimes observed in the commercial PUs hard phase but this is usually limited to only a few percent for most hard segment structures when solidified from the melt. One particular diisocyanate, 4,4’-dibenzyl diisocyanate (DBDI) that, in the presence of suitable chain extenders ( diols or diamines), gives rise to significant degrees of crystallinity [i-iii] and this is included in the present work. Understanding the reaction pathways involved, in resolving the subtle morphological evolution at the nanometre level, and capturing mathematically the complex, large-deformation nonlinear viscoelastic mechanical behaviour are assumed to bring new important insights in the world basic research in polyurethanes and towards applied industrial research in this area.