水性耐热性能与结构的关系

从化学角度看，水性聚氨酯是一种成胶粒子均匀分散在水中的低黏度液体，在链增长过程中乳液的教度基本保持平衡状态，仅仅是粒子本体分子量的提高。在使用时，当成膜温度高于聚合粒子熔点时，粒子间形成分布均匀的连续状涂膜层，而当温度较低时，干燥后的涂层实际上是粒子间相互黏结的不连续状态。而高聚物的耐热性可用其软化温度和热分解温度来衡量。软化温度是指高聚物由弹性态转变成黏流态的温度，即大分子链开始滑动的最低温度。在该温度下产生的形变是不可逆的。软化温度是高聚物能够进行模塑加工的温度，也是高聚物制品使用的温度极限。热分解温度是指高聚物受热发生化学键断裂的最低温度。高聚物制品长期使用的环境温度也不能超过这一温度。热分解温度可能比软化温度高，也可能比软化温度低。就聚氨酯来说，热分解温度一般比软化温度低，而且热分解过程又往往与其他降解过程(如氧化、水解等)同时进行，并相互促进。

氨基甲酸酯降解温度低，遇热最先降解，其热降解有以下三种形式：

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脲、脲基甲酸酯和缩二脲的热降解如下

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聚氨酯材料的热分解温度取决于大分子结构中各种基团的耐热性。聚氨酯中缩二脲基和脲基甲酸基的热分解温度比氨基甲酸酯基和脲基低得多。还有资料报道，缩二脲的热分解温度为120℃，脲基甲酸酯的分解温度只有106℃。氨基甲酸配基的热分解温度与母体化合物的结构有密切关系，脂族二异氰酸酯高于芳香族二异氰酸酯，脂族醇高于芳香醇(如苯酚)。就芳族二异氰酸酯而言，耐热性能的顺序是：PPDI＞NDI＞MDI＞TDI。

    此外，不同结构的脂肪醇与同一异氰酸酯反应生成的氨基甲酸酯，‘其热分解温度相差也很大，伯醇最高，叔醇最低，有的50℃就开始分解。这是靠近叔碳原子和季碳原子的键最容易断裂的缘故。软链段的结构对热分解温度也有影响。由于碳基的热稳定性比较好，而醚基的。碳原子上的氢容易被氧化，所以聚酯型耐热空气老化性能比聚醚型好。此外，软链段中如有双键，会降低弹性体的耐热性能，而引入异氰脲酸酯环和无机元素可提高弹性体的耐热性能。由于聚酯型多元醇中含有极性较大的碳基，分子问的作用力大于聚醚型，因此聚酯型耐热降解性能一般要好于聚醚型。硅氧键结构具有很高的键能，抗热降解温度高，可使聚合物热稳定性得到明显改善。无机材料具有较好的热稳定性和机械强度，常被用来增强及提高其耐热性。