聚氨酯材料的老化降解
聚氨酯面漆光老化机理探讨
聚氨酯面漆光老化机理探讨发布日期：2006-10-30查看次数：66便我有新闻发布摘要：通过人工加速老化（氙灯老化法）对聚氨酯面漆分8个周期进行老化实验，并利用FT - IR 、光泽仪、交流阻抗等测试方法对老化的涂层进行分析表征，评价涂层的老化行为，并探讨涂层老化的原因。
结果表明，随着老化时间的延长，涂层表面光泽度不断下降，涂层的耐腐蚀性能下降，聚合物化学键被破坏，造成涂层树脂不断降解引起老化。
0 引言户外使用的有机涂层，常常因为太阳光（特别是UV辐射）、温度、氧、水等环境因素的影响，而使涂膜老化破坏，其中阳光（即UV -可见辐射引起的光降解）的破坏最为严重[1 - 2 ] o涂料的主要功能是保护底材，同时还起装饰作用，因此，研究涂料的户外耐候性是非常重要的。
聚氨酯树脂具有可发泡性、高弹性、耐磨性、耐光性、耐溶剂性等特性。
聚氨酯树脂合成时，可以通过改变原料化学结构、品种等调节配方组合，制备出各种性能和用途的树脂，可以满足工业领域中的各种技术要求。
因此，它是发展较快的一种高分子合成材料。
目前，世界聚氨酯合成材料的总产量达到 1 000 万t，其中软泡占40%，硬泡占30%，弹性体占10%，涂料占15%，其他为纤维及合成革等[3 ] o本实验通过采用人工加速（UV）老化法，即氙灯老化来研究聚氨酯面漆的抗紫外线能力的强弱；通过采用交流阻抗法来测定不同老化周期的涂层的防腐蚀性能。
1 实验原料与方法1. 1 原料聚氨酯面漆：深圳海虹老人牌涂料有限公司；NaCI: 分析纯，中国医药集团上海化学试剂公司。
1.2 试样制备首先对70 mm X150 mm X2 mm 的钢板进行喷砂处理,然后用喷涂的方式对聚氨酯面漆进行喷涂，制成样板。
1. 3 老化实验实验采用氙灯UV照射的方式对涂料进行人工加速老化，共分8个周期，每个周期为200 h 。
每个老化周期用3块涂层样板作为平行样板（1块做参考样板，另外2块进行老化实验）。
电梯聚氨酯缓冲器的老化问题分析
100 军民两用技术与产品 2018·3（下）龙门吊司机不需要操作任何龙门吊以外的控制装置，工作制动器与安全制动器就会按照设定好的性能要求工作，安全制动器控制端引接在大车电机动力电源上，只要大车动力电源通电，X31X32X33电源接通安全制动器就会自动接通，不需要任何操作。
7.2 应急操作在应急情况下，司机室设置安全脚踏开关ZT ，司机果断踏下脚踏开关ZT 使制动器立即抱紧刹车，让龙门吊立即停车，如冲击过大也可以点动停车，类似如汽车的防抱死功能。
作者简介马强（1970-），男，汉族，甘肃平凉人，2014年毕业于中国石油大学（华东）石油工程专业，中石化胜利油田孤东采油厂维修大队副主任，工程师，主要从事设备管理和设备技术改造方面的研究。
在现代电梯系统中，缓冲器是必不可少的组成部分，常被称为电梯的最后一道安全保护装置。
其中聚氨酯缓冲器因有许多优点，如弹性好、吸振容量大、绝缘防爆、耐高低温、重量轻、价位低、易于安装与更换等，因此在低速电梯上得到较为广泛的应用。
但聚氨酯材料也存在着一些缺陷，使用一段时间后容易出现老化问题，性能难以保证，存在安全隐患。
因此，研究聚氨酯缓冲器的老化问题和应对措施很有必要。
1 聚氨酯缓冲器的老化现象聚氨酯缓冲器属蓄能型缓冲器，只能用于额定速度不超过1.0m/s 的电梯，在正常使用过程中聚氨酯缓冲器会因为材料老化而逐渐低于原设计缓冲性能，降低其缓冲保护作用，且这种降低是不可逆转的，此时若给聚氨酯缓冲器施加压力，受挤压的缓冲器即粉碎。
加之其老化失效往往是由产品微观形貌的变化引起并经日积月累形成的。
因此，仅凭肉眼难以在第一时间辨识使用中的聚氨酯缓冲器老化失效情况。
2 聚氨酯材料的老化问题2.1 老化机理聚氨酯的老化主要表现为表面产生裂纹，空隙率增大，进而引起材料的力学性能下降。
聚氨酯材料的老化除了决定于自身的配方和工艺外，还会受到湿度、温度、光照、氧气和水等介质条件的影响，在不同的环境条件下的老化降解机理是不尽相同。
泡沫塑料老化相关资料
1聚氨酯泡沫塑料聚氨酯材料的老化主要受热、紫外线、水和化学介质的影响。
其贮存时间随密度的增大而延长。
热降解随温度升高而加强：80℃开始降解，100℃加速。
添加助剂可以改进耐老化性能，效果最好的是环氧树脂。
聚氨酯泡沫塑料的导热系数随时间的延长而增大，其主要机制是气体扩散。
发泡方向和垂直发泡方向测得的导热系数无明显差别。
在密度为26～50kg/m3范围内，未发现密度对导热系数有明显的有规律的影响。
软质聚氨酯泡沫塑料试样表面含水量一定时，温度越高，其电导率越低。
加固色剂后的抗静电溶液提高了泡沫表面的耐水性、耐摩擦性能，提高了材料的抗静电持久性。
硬质聚氨酯泡沫塑料在室内贮存过程中酯基水解是导致其压缩性能下降的主要原因，硬质聚氨酯泡沫塑料在105℃条件下的高温老化试验中，老化后其压缩性能没有明显的变化，有研究据时温等效原则推出了WLF方程，借以推断高温老化的低温等效时间。
硬质聚氨酯泡沫塑料经140～160℃高温老化试验表明其属于高强度且能持久的材料。
2聚醚聚氨酯泡沫塑料经电子束辐照后，软段部分受吸收剂量和吸收剂量率的影响较大，稳定性较差，样品出现明显的两相结构，但还是能够保持较好的力学性能。
经γ辐照后，软硬段也出现了相的分离，辐射降解程度随氧含量的增加而加大，随着吸收剂量的增大，刚性增强、硬度增大、脆性提高。
3模塑聚苯乙烯泡沫塑料模塑聚苯乙烯泡沫塑料具有很好的使用耐久性，但表面裸露极易因直射阳光和风化作用损坏；70℃以下尺寸变化率0.07%～0.38%；且耐湿热性不好。
4聚乙烯泡沫塑料聚乙烯泡沫塑料试样经电子束辐照后抗张强度下降。
未辐照试样在110℃条件下尺寸变化率高达-15.9%，厚度也收缩为原来的一半，发生形变且弹性很差。
辐照后变化率降至-8.4%，厚度变化仅-1.9%，弹性依然很好，无形变。
在N气氛下辐照至10、20、30（×104Gy）后，在70℃烘箱中放置22h2后的PE泡沫尺寸稳定、弹性好，厚度无变化，且抗张力强度也略有增加。
聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究及其应用
聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究及其应用一、前言随着人们对环境污染的日益关注，生态建设也越来越成为了各国政府和社会的重点关注领域。
在这样的背景下，寻找一种具有较好的生物降解性能，并且广泛应用于生活和工业领域中的材料，就成为了研究者们努力探索的方向之一。
而本文所涉及的聚氨酯丙烯酸酯就是其中的一个醒目代表。
二、聚氨酯丙烯酸酯的简介聚氨酯丙烯酸酯是一种热塑性弹性体，是由聚氨酯和丙烯酸酯所组成的混合物。
它具有耐油性、耐水性、耐氧化性、耐臭氧性和耐疲劳性等特点，这使得它在汽车、建筑、制衣、家具等领域中都有广泛的应用。
同时，其特殊的化学结构还使其拥有非常好的生物降解性能，能够在自然环境下很快地被降解和分解。
三、生物降解性能研究聚氨酯丙烯酸酯的生物降解性能研究是近年来研究者们关注的焦点。
在实验室中，科研人员利用不同的降解菌株对聚氨酯丙烯酸酯进行降解实验并测试降解效果。
这些实验表明，聚氨酯丙烯酸酯的降解速度较快，能在较短时间内分解成小分子化合物。
当聚氨酯丙烯酸酯材料应用于土壤中时，它会在土壤微生物的作用下，逐渐分解并释放出能被微生物利用的营养物质，从而提高了土壤肥力和生态环境的质量。
四、聚氨酯丙烯酸酯的应用聚氨酯丙烯酸酯具有比较广泛的应用范围，特别是在工业和生活领域中。
以下是一些聚氨酯丙烯酸酯的应用举例：1.汽车制造：聚氨酯丙烯酸酯材料可以用于汽车内饰、外壳、座椅等多个方面，它们能够提供更好的舒适性、耐用性和安全性，同时具有优异的耐频繁性和高低温性能。
2.建筑领域：聚氨酯丙烯酸酯材料可以作为建筑保温材料，它们有非常好的隔热性、保温性能和施工性能，能够提高建筑物的能效和环保性。
3.医疗领域：聚氨酯丙烯酸酯可以制成各种医用敷料和生物医用材料，它们具有良好的耐水性和耐久性，不仅可以防止病菌的感染，而且还可以防止渗水和空气的进入，从而更好地保护伤口。
4.环境保护：聚氨酯丙烯酸酯被广泛地应用于各种环境友好型产品中，例如环保袋，水上玩具和塑料水瓶等。
可生物降解的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与应用
可生物降解的聚氨酯丙烯酸酯材料的制备与应用近年来，随着人们环保意识的提高和可持续发展理念的普及，生物降解材料成为新的研究热点。
在材料领域中，聚氨酯丙烯酸酯（PUA）正成为可生物降解材料的研究重点。
PUA具有许多优良的物理化学性质，如易加工、透明、高强度、良好的加工性和耐腐蚀性。
因此，将其应用于生物医学材料、包装材料等领域，具有广阔的前景。
一、PUA 材料的制备PUA 材料以聚环氧丙烷醇酸酯薄膜为主要基材材料，聚乙二醇、甘油丙二醇、聚己内酯、二异氰酸酯为共混材料制备而成。
材料制备过程中，可以采用自由基聚合法、辐射交联法、原子转移自由基聚合法等方法。
其中原子转移自由基聚合法作为一种优良的制备方法，可控性强，设定好反应时间和反应温度能够精确控制链长和分子量。
二、PUA 材料的性质PUA 材料具有较好的生物相容性和可生物降解性。
在生物医学领域，PUA 材料已经广泛应用于人体植入器官和修复组织的材料中。
在包装材料领域中，PUA 高透明、高强度、耐腐蚀的特点是其他材料不能比拟的。
因此，PUA 包装材料已经成为现代生产和生活的重要材料。
三、应用前景PUA 材料的制备和性质为其在生物医学和包装材料领域中的应用提供了条件和前景。
在生物医学领域中，PUA 材料已经应用到骨修复、组织重建、心脏瓣膜修复、麻醉药物载体等方面。
在包装材料领域中，PUA 包装材料被广泛应用于食品、药品、化妆品和电子的包装中。
然而，PUA 材料也存在一些问题。
例如，PUA 材料的原料成本较高，生产过程中产生的废弃物也对环境构成了一定的威胁。
此外，生物降解材料的降解时间长短也需要进一步优化。
四、未来展望目前，生物降解材料的研究仍处于初级阶段，科学家们必须探索更好的材料制备方式和应用领域。
在未来，随着技术的进步，生物降解材料将得到广泛应用，PUA 材料也将有望在更多的领域中得到应用和推广。
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能
聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能目录一、内容概述 (2)1.1 研究背景与意义 (2)1.2 国内外研究现状 (3)二、聚氨酯弹性体的基本概念与性能特点 (5)2.1 基本概念 (6)2.2 性能特点 (7)三、聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能理论基础 (8)3.1 老化机理 (9)3.2 老化影响因素 (10)四、聚氨酯弹性体在自然环境条件下的老化性能 (11)4.1 高温环境 (13)4.2 低温环境 (14)4.3 湿热环境 (15)4.4 其他环境因素 (16)五、聚氨酯弹性体在特殊环境条件下的老化性能 (17)5.1 紫外老化 (19)5.2 臭氧老化 (19)5.3 电离辐射老化 (20)六、聚氨酯弹性体老化性能改进方法 (21)6.1 材料选择与优化 (22)6.2 添加剂应用 (24)6.3 表面处理技术 (25)七、结论与展望 (26)一、内容概述本文档旨在研究和分析聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能，以期为相关领域的科研人员和工程师提供有关聚氨酯弹性体的性能特点、老化过程及其对产品性能的影响等方面的科学依据。
通过对聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能进行系统的研究，可以为聚氨酯弹性体的生产、应用和维护提供有益的参考。
1.1 研究背景与意义随着科技的快速发展，聚氨酯弹性体（Polyurethane Elastomer）作为一种重要的高分子材料，因其独特的物理和化学性质，被广泛应用于汽车、建筑、航空航天、电子电气等多个领域。
在实际使用过程中，聚氨酯弹性体会受到多种环境因素的影响，如温度、湿度、紫外线辐射、化学介质等，导致其性能逐渐下降，出现老化现象。
这不仅影响了聚氨酯弹性体的使用寿命，也给相关产业带来了不小的经济损失。
研究聚氨酯弹性体在不同环境条件下的老化性能，对于提高材料的使用寿命、推动相关产业的发展具有重要的理论与实际意义。
聚氨酯弹性体的应用广泛且深入，其性能的好坏直接关系到各行业的运行安全和产品质量。
聚氨酯的化学降解
·
O2
·
R CH2 C H2
R CH2 CHO + O H
(17)
烷氧基自由基自动分解成甲醛和另一个烷基
自由基 :
·
·
R CH2 CH2 O
CH2O + C H2 R
(18)
由分子量为 2 000 的 PBA 和 PTMG 软段与
MDI - BDO 硬段合成的 PU ,用老化仪照射 4 周后 ,
PBA - PU 和 PTMG - PU 拉伸强度分别下降 50 % 和 80 %以下[9 ] 。
专论·综述
弹性体 ,2003202225 ,13 (1) :53～57 CHINA ELASTOMERICS
聚氨酯的化学降解
刘凉冰
(山西省化工研究所 ,山西 太原 030021)
摘 要 :介绍了聚氨酯 (PU) 的水解 、热降解 、热氧化降解和紫外线降解的反应机理 。PU 的水解主要 发生在酯基上 ,PU 的热降解通常在氨基甲酸酯基上产生 ,PU 的热氧化降解作用于醚基上 ,PU 的紫外线 降解在氨基甲酸酯基上断裂 。芳香二异氰酸酯合成的 PU 在紫外线照射下 ,生成醌式结构 ,导致 PU 变 黄 。同时还指出了添加稳定剂可改善聚氨酯的稳定性 。
(7)
与氨基甲酸酯相连的 O CH2 基先发生断 键 , CH2 同 NH 键合 ,然后生成 CO2 和仲胺 。后 两种降解机理为不可逆反应 。氨基甲酸酯基团发
生哪一种降解 ,取决于它的结构和反应条件 。
脲基在高温发生降解生成异氰酸酯和胺 :
O
R NH C NH R
R NCO + H2N R
(8)
其中 :n = 1～4 聚酯型 PU 弹性体加入 PCD 可大幅度提高耐 水解性能 。含质量分数 2 %PCD 的聚酯型 PU 经
浅议电梯聚氨酯缓冲器的缺陷
浅议电梯聚氨酯缓冲器的缺陷【摘要】聚氨酯缓冲器是低层建筑电梯使用最多的缓冲器类型，本文从电梯检验人人员的角度，分析了电梯聚氨酯缓冲器材料老化的主要影响因素，同时探讨了聚氨酯缓冲器制造、检验以及使用方面的问题，并提出了对应措施解决问题，有助于电梯发生突发状况时，起到最大效能的防护。
【关键词】：电梯聚氨酯老化缓冲器聚氨酯缓冲器作为矮层建筑中低速电梯常用的部件之一，由于其可节约不可再生资源、重量轻、易于安装更换以及成本低等优点，在低速电梯上得到了大规模的应用，但在使用和检验中发现，聚氨酯缓冲器还存在一些缺陷[1]，若不加以重视，其缓冲性能将得不到保证，电梯的安全性能也会受到较大影响。
聚氨酯缓冲器存在缺陷情况总结如下。
1.聚氨酯缓冲器的老化1.1 影响因素[2]聚氨酯材料的老化性能除决定于自身配方和制造工艺之外，还会受到温度、湿度、光照、氧气和水等介质条件的影响，聚氨酯缓冲器老化的主要影响因素是热、紫外线、水和化学介质等，在不同的使用环境下聚氨酯材料的老化机理是不同的。
1.1.1.水解大气环境中存在湿气、雨、雪、露时，经过物理或化学反应之后，将会在聚氨酯材料表面形成一层水膜，随着时间的增加，如果材料表面存在如裂纹、孔隙及杂质等缺陷，水将会通过缺陷进入内部引起聚氨酯水解。
表面的有机涂层在潮湿的环境下，随着水分的渗入，涂层的体积发生膨胀，干燥的环境下，涂层的水分渗出，导致表面收缩。
如此多次干湿循环往复，涂层内部产生巨大的交变应力，当应力值达到缓冲器涂层和基底的结合强度时，涂层将会从基底上剥落。
1.1.2 光老化降解聚氨酯材料受光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化降解反应称为聚氨酯的光老化降解。
聚氨酯的吸收波长一般在290nm～400 nm之间,吸收一定波长的光后，聚合物中分子键断裂或链交联，同时放出CO，最终导致聚氨酯产品的物2理性能被破坏。
聚氨酯另一种紫外线降解机理是氨基甲酸酯基团中键的断裂。
分子链中化学键的断裂导致分子量减小,材料的强度也随之降低。
报废聚氨酯发泡板分解
报废聚氨酯发泡板分解聚氨酯（PU）材料因其可发泡性、弹性、耐磨性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化等优良性能而广泛应用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工、纺织等部门，其制品种类繁多。
PU工业的迅猛发展使其产量与日俱增，也由此导致了大量废弃物的产生，包括生产中的边角料和使用老化报废的各类PU材料，因此废旧PU的分解回收利用成为迫切需要解决的问题。
化学降解法是指在化学试剂、催化剂、热和空气存在的条件下，将聚氨酯降解成可重新利用的液体低聚物甚至是小分子有机化合物，从而实现原料的循环使用。
其优点是可回收不熔不溶的热固性聚氨酯废弃物。
1、醇解法醇解法即以醇类化合物为分解剂，在加热的情况下，把聚氨酯废料分解为聚醚多元醇。
醇解反应所用醇解剂的种类、反应物料配比、反应温度、反应时间等都是影响醇解最终产物及用途的主要因素。
选择合适的醇解剂和降解条件可以获得高质量的多元醇。
例如，使用一缩丙二醇（DPG）对增强反应注射成型的PU粉（RRIM2PU）进行分解，在产物中加人一定量的三元醇，然后在150°C及615kPa压力下减压蒸馏2?4h。
采用该法最终所制得的RRIM2PU与用原始多元醇得到的产品相比，性能基本接近，前者弯曲模量甚至还有所增加（约高20%），可满足汽车工业的机械性能要求。
为提高醇解反应的速度，降低反应温度，缩短反应时间，提高醇解反应能力，降低醇解剂的用量，在醇解反应中往往加人助醇解剂或称改性醇解剂。
根据醇解所用醇解剂、助醇解剂的不同，醇解法又可分为二醇法、醇胺法、醇2碱金属氢氧化物法和醇磷法。
醇解法是化学降解PU废料中最重要的一种方法，这种方法可以用来回收PU硬质泡沫（热绝缘材料）、微孔弹性体（鞋底）和结构泡沫、柔性弹性体等等，并且已在许多国家实现了规模化或工业化生产。
2、氨解法氨解法是指在超临界状态下，用氨将PU材料中脲键与氨基甲酸乙酯键切断，生成多元醇、胺和非取代脲的方法。
该法目前工业技术尚不成熟，处于实验室研究阶段。
聚氨酯材料的降解机理及其稳定剂
聚氨酯材料的降解机理及其稳定剂季 宝 许 毅 翟现明(山西省建筑科学研究院 太原030001)摘 要:综述了聚氨酯(P U)材料的光降解、热氧化降解、水解等降解机理,以及用作光稳定剂、热氧化稳定剂、水解稳定剂的产品种类及其协调作用。
聚氨酯材料的使用环境不同,降解机理也不同,正确选用稳定剂并进行应用是提高P U材料性能的一种简单而有效的手段。
关键词:聚氨酯;耐候性;降解;稳定剂中图分类号:T Q323.8 文献标识码:A 文章编号:1005-1902(2008)06-0039-04 聚氨酯材料由于具有优良的性能、多种产品形态和简便的成型工艺而广泛应用于各行各业[1],但和其它高分子材料一样,聚氨酯材料在户外使用,易发生老化而使产品性能下降。
其主要影响因素包括紫外线、高温、氧气和水分等。
为了抑制由上述因素引起的降解行为,在材料中添加稳定剂是一种常见并且相对简便的方法,可以改善聚氨酯材料的耐侯性。
本文叙述了由上述几种因素引起的聚氨酯材料降解的机理,以及添加稳定剂的种类及其协调作用,指出添加稳定剂可以更好地改善聚氨酯材料的耐候性。
1 光降解机理及其稳定剂1.1 光降解机理聚氨酯材料受光照射(自然光、紫外光等)所引起的老化降解过程称为聚氨酯的光老化降解。
聚氨酯材料的吸收波长一般在290～400n m之间,吸收一定波长的光后,聚氨酯材料中分子链断裂,最终导致产品的物理性能被破坏。
同时,降解所形成的生色基团会引起聚氨酯材料颜色加深。
1.1.1 胺的氧化以芳香族聚氨酯材料为例,当聚氨酯吸收波长大于340n m的光线后,异氰酸酯中的亚甲基发生氧化,生成不稳定的氢过氧化物,进而生成发色基团醌-酰亚胺结构,该结构导致聚氨酯材料变黄;材料进一步氧化后,生成二醌-酰亚胺结构,颜色继续加深,最后变为琥珀色,反应方程式见式(1)[2]: 当聚氨酯材料吸收波长为330～340n m的光线后,发生p h o t o-f r i e s重排,生成伯芳胺,进一步降解,产生变黄产物[3],反应方程式见式(2)。
可降解聚氨酯材料综述
可降解聚氨酯材料综述可降解聚氨酯的制备方法较多样，包括聚酯型、聚醚型和混合型等。
其中，聚酯型可降解聚氨酯制备的基本步骤是首先合成聚酯，然后通过反应缩聚与异氰酸酯官能化，最后获得聚氨酯。
聚醚型可降解聚氨酯则是通过将多元醇与多元异腈酸酯直接反应得到。
混合型则是将聚酯和聚醚进行共聚反应。
这些方法的选择主要取决于材料的性能要求和制备成本。
可降解聚氨酯材料的降解机理也较为复杂。
一般认为，可降解聚氨酯的降解可以分为酶降解、水解降解和自催化降解等几种方式。
酶降解是指在特定的酶作用下，聚氨酯被酶解为小分子物质。
水解降解是指在水的作用下，聚氨酯链的酯键被水分解而产生降解产物。
自催化降解则是指聚氨酯的主链在特定条件下自发发生降解反应。
可降解聚氨酯的应用领域广泛。
在医学领域，可降解聚氨酯可用于制备生物可降解的缝线、修复骨折的支架和修复软组织缺损的人工血管等。
在环境保护领域，可降解聚氨酯可用于制备土壤修复材料、生物降解塑料和包装材料等。
在可再生能源领域，可降解聚氨酯可用于制备太阳能电池胶体、生物质能的收集和转化。
未来，可降解聚氨酯材料的发展方向主要包括改善降解性能、提高材料性能以及开发新的应用领域。
改善降解性能可以通过优化材料的化学结构和表面形貌来实现，例如引入特定的功能基团或表面涂层。
提高材料性能则需要进一步研究材料的力学性能、热稳定性和生物相容性等方面。
此外，还可以通过与其他材料的复合来改善可降解聚氨酯材料的性能。
开发新的应用领域则需要根据该领域的需求进行有针对性的研究。
综上所述，可降解聚氨酯材料具有广泛的应用潜力，可在医学、环境保护和可再生能源等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断发展，相信可降解聚氨酯材料在未来将迎来更多的突破和应用。
聚氨酯老化机理与研究方法进展
聚氨酯老化机理与研究方法进展沈光来;孙世彧;陈宗良【摘要】Aging temperatures ,oxygen and light play important roles in quickening polyurethane aging advance during its using.Studies of aging mechanism and the method of aging experiments and analysis were introduced .%热、氧、光等环境因素对聚氨酯材料的老化起到了加速作用，介绍了近年来聚氨酯老化机理的研究以及聚氨酯老化研究的实验方法和仪器分析方法。
【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】8页(P57-64)【关键词】聚氨酯;老化机理;老化方法;仪器分析【作者】沈光来;孙世彧;陈宗良【作者单位】国家皮革制品质量监督检验中心广州，广东广州510860; 广州市质量监督检测研究院，广东广州510860;国家皮革制品质量监督检验中心广州，广东广州510860; 广州市质量监督检测研究院，广东广州510860;国家皮革制品质量监督检验中心广州，广东广州510860; 广州市质量监督检测研究院，广东广州510860【正文语种】中文【中图分类】TQ323.8聚氨酯自20世纪30年代问世到今天已经有80多年的历程。
随着聚氨酯工业的发展，聚氨酯材料已广泛应用于宇航工业、建筑行业、汽车制造、石化石油、冶金冶炼、电子工程、国防科技、医疗器械、轻工业、纺织业等各个领域［1］。
但聚氨酯材料在加工、使用、运输和储存过程中，会因为热、光、氧气及水等条件的影响而引起结构的破坏，力学性能的下降，甚至丧失使用价值的现象称为聚氨酯的老化。
聚氨酯的老化是不可逆的化学反应，一旦发生，对其使用性能的影响往往是致命的。
在不同的环境条件下聚氨酯的老化降解机理是不同的［2］，研究其老化性能是复杂而又困难的。
聚氨酯降解的分类及机理
聚氨酯的降解及改进措施聚氨酯(PU)的降解主要分为：水降解、热降解、热氧降解、紫外光降解、微生物降解、溶剂降解。
一、水降解聚氨酯弹性体的吸水性分为两种，一种水分与于极性基团形成氢键，削弱了弹性体中自身分子之间的氢键，使得弹性体的物理机械性能降低，这种作用是可逆的，当水分去除后，性能又可恢复。
另一种是水解，水与弹性体中的氨酯基、脲基、酯基、缩二脲基、醚基等基团反应而降解。
聚酯型PU的水解稳定性不如聚醚型PU的。
因为在PU中对水解最敏感的基团是酯基(-CO-O-)，氨基甲酸酯基 (R-NH-CO-O-R,)和脲基(-NH-CO-NH-)也能水解。
酯基水解生产羧酸和醇，而羧酸又作为催化剂进一步促进酯基的水解。
弹性体中各种基团耐水解能力强弱顺序为：酯基 < 缩二脲基 < 脲基 < 氨基甲酸酯基 < 醚基，酯基的水解稳定性最弱，醚基最强。
酯基的水解反应：R-CO-O-R, + H2O — R-CO-OH + HO-R,氨基甲酸酯的水解反应：R-NH-CO-O-R’ + ” - R-NH-CO-0H+ HO-R,脲基的水解反应：R-NH-CO-NH-R, + ” - R-NH-CO-0H+ NH/R改善聚氨酯的耐水解性通常是针对聚酯型聚氨酯，改善方法有：降低酯基浓度、升高醚基浓度；添加水解稳定剂，常见的水解稳定剂有碳化二亚胺;添加交联剂或提高n(-NCO)/n(-OH)的比值，增加交联结构的致密程度，软段硬段排列更紧密阻碍了热能、辐射能及水分子对PU分子链的破坏。
目前使用的水解稳定剂有环氧化合物类和碳化二亚胺类及其衍生物等，其在弹性体中的作用是质子接受体和“缝补”作用。
环氧化合物还能将端羟基转化，且作用于聚醚型聚氨酯弹性体是，也能连接羟基或端氨基。
碳化二亚胺类水解稳定剂是含有不饱和-N=C=N-键的一类化合物，一种是单碳化二亚胺，另一种是低分子量的聚碳化二亚胺。
为了防止异氰酸酯与碳化二亚胺发生成环反应，应选用在-N=C=N-邻位上有空间位阻的碳化二亚胺类水解稳定剂。
如何有效提高芳香族聚氨酯材料耐老化性能
如何有效提高芳香族聚氨酯材料耐老化性能摘要：聚氨酯，是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。
聚氨酯可看作是一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物，通常软段由低聚物多元醇组成，硬段由多异氰酸酯或多异氰酸酯与扩链剂组成，其中异氰酸酯可分为芳香族与脂肪族；芳香族聚氨酯中使用二苯甲烷二异氰酸酯（即MDI），含有苯环结构，而脂肪族聚氨酯主要使用的是异佛尔酮二异氰酸酯（即IPDI），不含苯环；异氰酸酯结构中的刚性苯环可以使得聚氨酯具有良好的力学性能，但是同时，由于两个苯环间的亚甲基容易被氧化分解，所以老化性能不如脂肪族异氰酸酯，使用脂肪族异氰酸酯制得的制品的耐老化性大大得到改善。
为让更有价格优势的芳香族聚氨酯材料在更广泛的领域应用，必须要提升其耐老化性能，提出在聚氨酯制备中添加稳定剂（抗氧化剂和紫外线吸收剂）的方法，实验中以不同比例的不同组合稳定剂进行试片制备，最终得出同时添加抗氧化剂B225、紫外线吸收剂SUV的时候，聚氨酯材料耐老化性能最佳。
关键词：聚氨酯材料；耐老化性能；提高措施聚氨酯（PU），全名为聚氨基甲酸酯，是一种高分子化合物。
1937年由奥托·拜耳等制出此物。
聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大类。
他们可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料为主）、聚氨酯纤维（中国称为氨纶）、聚氨酯橡胶及弹性体。
1.解析芳香族聚氨酯材料耐老化性能低的原因在自然界中普遍存在着热、空气、阳光、潮气等这些都是影响PU材料老化的因素，其中的主要因素是日光的直接照射引起的光老化作用和热老化作用。
1.1 聚氨酯光老化降解机理聚氨酯材料受到光照射（自然光、紫外光等）所引起的老化降解称为光老化降解。
聚氨酯的吸收波长一般在209-400nm之间，当聚氨酯材料吸收波长大于340nm的光线后，会在PAPI上的亚甲基发生氧化，形成不稳定的氢过氧化合物，进一步氧化，生成琨-酰亚胺结构，导致材料变黄；进一步氧化，生成二琨-酰亚胺结构，最后变为琥珀色。
聚氨酯的水解与霉解
水和氨基甲酸酯中的羧基之间及水和亚甲基之间的相互作用，使氨基甲酸酯键上的v对亲核试剂的进攻比较敏感。聚醚型与聚酯型聚氨酯相比，链之间具有较少的氢键，对水解具有高的抵抗性。尽管它们的结晶度可以是相同的。
二元醇的性质影响着聚氨酯的抗水解性。具有较长亚甲基链的二元醇比较坚硬，较稳定。有资料显示：在 70℃水中三星期之后，聚己二酸乙二醇酯型聚氨酯强度降低60%，而聚己二酸丁二醇酯型聚氨酯仅减少40%，聚己二酸己二醇酯型聚氨酯减少30%，由于亚甲基的增加，聚合物具有低的氢链比例，，这将同样对聚合物提供出疏水性，减少水的渗入，这种影响大概涉及到氢键位置的比例，二醇的性质显然是聚合物细菌降低抵抗力的基础。醚链比多醇类聚酯具有更高的抵抗能力。
还有人观察到了由微生物引起的聚氨酯降解。聚醚型聚氨酯与高敏感性的聚酯型聚氨酯相比，对细菌的进攻具有更高的抵抗力。两个或三个无支链的亚甲基存在对细菌在聚醚上的繁殖来说似乎是很必要的，氨基甲酸酯相邻的键显然阻碍了霉菌的接近。相似结构的聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯相比，则可以认为酯键是霉菌进攻的危险点。这种聚酯型聚氨酯细菌降解比化学降解快的多。
聚氨酯抗水解性的影响因素：
纯线性的聚氨酯的抗水解性，受到它的低结晶度的影响，在非晶区比较高的区域将允许湿气进入聚合物，进攻高分子链。线性聚氨酯吸湿性要比聚酰胺高，例如，尼龙-66结晶度高达45% ，而芳香族类似的结晶度超过50%，在这些聚合物中水气扩散相当慢，它的抗水解性比线性聚氨酯高得多。
潮湿的石蜡将引起聚酰胺的水解，其作用可能是由于溶剂的渗入使聚合物链分离，而允许水分子进入结晶区域。所以油酸对聚合物的水解的影响是肯定的。因为它与水的混合物的PH值在4.0左右，具有强的降解作用。这可能是由于聚合物的物理膨胀作用而帮助了湿气的穿入。然而缩酸基双键的化学作用也能够引起降解，由资料报道，把油酸和硬脂酸对聚氨酯降解进行比较，在硬脂酸存在下，70℃三星期之后，聚己二酸丁二醇酯组成的聚氨酯强度下降90%，而在同样条件下，纯聚合物仅下降24%。
聚脲,聚氨酯的降解利用
聚脲,聚氨酯的降解利用
聚脲（Polyurethane，简称PU）是一种广泛应用的高分子材料，具有优异的物理性能和化学稳定性。
然而，由于聚脲的结构稳定性较高，导致其在环境中难以降解，给环境保护和可持续发展带来挑战。
因此，降解和利用聚脲材料是一个重要的研究方向。
以下是一些聚脲和聚氨酯（Polyurethane，PU）的降解和利用方法：
1.物理方法：包括机械回收和热分解。
机械回收是一种将废
弃聚脲制品进行粉碎、研磨等处理，再利用其作为填料或
原料的方法。
热分解则是将聚脲材料在高温环境下分解，
产生可再利用的原料。
2.化学方法：可通过化学降解使聚脲材料分解为低分子物质。
例如，使用溶剂、酶、碱性或酸性条件等来降解聚脲材料，使其分子链断裂，形成可再利用的化合物。
3.生物降解：通过利用微生物或酶来分解聚脲材料，使其降
解为可再利用的物质。
一些微生物具有降解聚脲的能力，
有研究表明一些酶如脲酶和酯酶也能参与聚氨酯的降解。
4.循环利用：通过回收和再生的方式，将废弃的聚脲或聚氨
酯材料经过适当的处理和加工再次利用。
这包括聚脲材料
的回收再生、废旧聚脲制品的再加工等。
需要指出的是，降解和利用聚脲材料是一个复杂的过程，涉及
多个环节和技术，目前在这方面的研究仍然在不断发展。
在实际应用中，需要根据具体的场景和要求选择合适的降解和利用方法，以最大程度地减少聚脲材料对环境的负面影响。
此外，对于可持续发展来说，也应在设计和制造阶段考虑材料的可降解性和循环利用性，推动更环保和可持续的聚脲材料的开发与应用。
聚氨酯塑料的微生物降解
聚氨酯塑料的微生物降解聚氨酯塑料的微生物降解聚氨酯塑料是一种广泛应用于日常生活中的塑料材料，具有高强度、耐磨损、耐油脂、耐化学品等优点，因而在制造各种产品中被广泛使用。
然而，随着全球塑料垃圾的增加和对环境污染问题的不断关注，寻找一种可降解的塑料材料成为了当前的热点研究领域。
聚氨酯塑料的微生物降解成为了一个备受关注的方向。
微生物降解是指通过微生物的作用，将聚合物材料分解为更小的分子，最终还原为水和二氧化碳等天然物质的过程。
聚氨酯塑料的微生物降解具有许多优势，比如环境友好、能源效率高、无毒无害等。
因此，利用微生物降解聚氨酯塑料成为了一种潜在的解决方案。
目前，已经发现了许多能够降解聚氨酯塑料的微生物，包括细菌、真菌和酵母等。
这些微生物通过分泌特定的酶来降解聚氨酯分子链，将其分解为小分子物质。
其中一种较为常见的微生物是环境中的细菌，它们常常在土壤、河流和湖泊等自然环境中存在。
这些细菌通过在聚氨酯塑料表面生成生物膜来降解聚氨酯，形成微生物降解的过程。
此外，近年来还发现了许多分离自昆虫肠道的微生物，它们能够有效降解聚氨酯复合材料。
这些微生物可以根据聚氨酯的特性对其进行选择性降解，降解产物无毒无害，对环境和生态系统造成的影响较小。
尽管微生物降解聚氨酯塑料在理论上是可行的，但在实际应用中还存在一些挑战。
首先，微生物降解的速度仍然相对较慢，需要较长的时间才能完全降解聚氨酯塑料。
其次，降解过程需要在一定的温度、湿度和土壤pH值等特定条件下进行，这给实际应用带来了一定的限制。
此外，微生物降解的产物也存在一定的环境安全问题，需要进一步研究和评估。
为了促进聚氨酯塑料的微生物降解研究，需要开展多方面的工作。
首先，需要进一步筛选和培育出高效降解聚氨酯塑料的微生物菌株，并研究其降解机理和降解途径，以提高降解效率。
其次，可以通过改变聚氨酯材料的物理、化学结构，提高其降解性能。
此外，加强对微生物降解产物的分析和评估，关注其对环境和生态系统的影响，以确保其安全性和可持续性。
典型大气环境中聚氨酯老化研究
１ １ 主要 原 材料 ．
（） ｂ
聚 氨酯 ： 自制 。
１ ２ 仪 器 、 备 ． 设
万 能材料 试验 机 ： Ｇ Ｒ Ｔ一１ Ａ 型 ， ０ 深圳 瑞 格 尔 仪
器 有 限公 司 ；
扫描 电子显 微 镜 （ Ｅ ： Ｕ Ｎ Ａ ０ Ｓ Ｍ） Ｑ Ａ Ｔ ２ ０型 ， 国 美
万 宁
１Ｏ ０ １ 。５ １ 。８ ８５
漠 河
１２ ２ ２ 。３ ５ 。１ ３ Ｏ
海 拔／ ｍ
１． ２３
６３０ １ ．
年 平 均 温 度／ ℃ 年 平 均 相 对 湿 度／ ％ 年 日照 时 数／ ｈ
总辐 照 量／Βιβλιοθήκη Ｊ・ ｍ ｍ２ ． ４４ ８ ７ ２ ２ ． ４６ ５
４８５ ５ ２ ．
— ． ３５ ５ ８ ２ ０ ． ５ １０
４ ８ ． ３ ５０
年 降 雨 量 ／ ｍ ｍ 降水 ｐ Ｈ 气 候 特 征
１ １ ． ５０ ５ ５１ ． 湿 热 区海 洋 气 候
４ １０ ９ ． ５９ ． 寒 冷 区 内 陆 气候
等 。聚氨 酯作 为 高分 子 材 料 具 有 易 老化 的缺 点 ， 其
在 不 同环 境 中 的老 化行 为将 直 接影 响其应 用 范 围和 使用 寿命 一３ ７。鉴 于此 ， 者对 漠河 、 宁两 地 的 聚 笔 万
氨 酯 自然 老化 试样 进行 研究 。结 果表 明 ， 光照 、 度 温
是 引起 老化 的主要 原 因 ， 的存 在 也 会 加 速 材料 的 水
有机 二异 氰酸 酯或 多异 氰酸 酯 与二 羟基 或多 羟基 化 合 物加 聚 而 成 Ｊ 。以 聚 氨 酯 树 脂 为 基 料 ， 以颜 料 、 填料 等 为辅助 材料 的功 能性 材料 ， 具有 良好 的物理 、 力 学性能 ， 有坚韧 、 亮 、 具 光 丰满 、 耐磨 、 着力 好 、 附 耐 热性 和 耐 化 学 药 品 性 突 出等 特 点 』 并 可 低 温 固 ， 化， 可大 量用 作宇航 、 器运 输 工具 和 民用结构 材 料 武
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RNHCOOH + R′NH2
RNHCOOR′+ H2O
RNHCOOH + R′OH
1— 聚己二酸丁二醇酯 ;2 — 聚己内酯 ;3 — 聚四亚甲基醚二醇
图 1 软段类型对聚氨酯弹性体紫外线稳定性的影响
1 —4 , 4′-二环己基甲烷二异氰酸酯; 2 —异丙叉双苯基二异氰酸酯 ;3 —MDI
图 2 不同异氰酸酯制成的聚氨酯弹性体
水解反应为自催化反应 , 醚基则不然 。因此 , 聚醚型
聚氨酯的耐水性比聚酯型聚氨酯好 。 聚氨酯中各极
性基团的水解稳定性强弱是不同的 , 其顺序为 :醚基
氨基甲酸酯基 >脲基 >缩二脲基 酯基 。其反应 机理可表述如下[ 5] :
RCOOR′+ H2O
RCOOH + R′OH
RNHCONHR′+ H2O
在很大程度上影响了聚氨酯的水解稳定性 ;胺扩链
聚氨酯样品的耐水解性能好于醇扩链的样品 , 这是
因为含脲键的硬段有较高的内聚力 , 醇扩链聚碳酸
酯聚氨酯软硬段的相容性较好 , 使硬段的纯度降低 ,
内聚力下降 , 从而呈现出水解不稳定性 。Hollande S 等[ 8] 研究了聚醚聚氨酯在水存在下的样品重量的变
光老化后的透光率
有人研究了蓖麻油-甲苯二异氰酸酯聚 氨酯在 人工老化环境中的光降解行为[ 4] 。 样品的拉伸强度 随紫外光照射时间增长而有不同程度的下降 , 但随 着紫外线吸收剂或稳定剂用量的增加 , 拉伸强度的
1 — 聚醚型聚氨酯在 70 ℃水中 ;2 — 聚醚型聚氨酯在 70 ℃95 %RH 中 3 — 聚酯型聚氨酯在 70 ℃水中 ;4 — 聚酯型聚氨酯在 70 ℃95 %RH 中
更接近实际 。有人采用热氧加速老化法研究了硬质
聚氨酯泡沫塑料老化性能 , 压缩强度随老化时间变 化情况结果见图 4[ 11] 。并由此提出了计算存贮寿命
的经验计算公式 。海洋涂料研究所有人较为系统地
研究了硝酸酯基聚醚聚氨酯的老化降解 , 采用了薄 层层析法[ 12] 和非水滴定法[ 13] 来定量检测降解产物
O (CH2)3CHO(CH2)4 +HO ·
(CH2)3CHO + (CH2)4O ·
·
(CH2)2C H2 + (CH2)4CO OH
比 HDI 的强 6 倍 , 见表 1 。 在对高填充硝酸酯基聚 醚聚氨酯的老化降解研究表明 :高填充体系与未填 充体系的老化降解行为相似 , 均易被老化降解 , 添加 某些助剂可改进耐老化性能 , 其中效果最好的是环 氧树脂 , 见图 5[ 15] 。
1 聚氨酯的光老化降解
聚氨酯材料受光照射(自然光 、紫外光等)所引 起的老化降解反应称为聚氨酯的光老化降解 。聚氨 酯的吸收波长一般在 290 ～ 400 nm 之间 , 吸 收一定 波长的光后 , 聚合物中 分子键断裂或 链交联 , 放出 CO2 , 最终导致产品的物理性能被破坏 。 同时 , 降解 所形成的生色基团 , 引起聚氨酯颜色加深 。
O
R NH C O CH2 CH2 R hν
O R NH C · +·O CH2 CH2
R
·
N
H
+
CO2
+·2
CH2
R
保持率也相应较好 。有研究表明 :影响聚氨酯紫外 线稳定性的主要因素有软段(聚酯 、聚醚)和二异氰 酸酯 种类 、硬段 质量 分 数及 照 射时 间 、样 品 厚度 等[ 3] 。聚酯聚氨酯比聚 醚聚氨酯的紫 外线稳定性 好 , 脂肪族异氰酸酯所制得的聚氨酯弹性体光稳定 性比芳香族异氰酸酯所制得的聚氨酯光稳定性好 , 其结果见图 1 和图 2 。
第 3 期 邓建国等·聚氨酯材料的老化降解 · 3 ·
湿气下既存在水解反应又存在氧化反应 , 故两种类
型聚氨酯耐水性能都高于耐 湿性能 , 见图 3 。 南京
大学有人研究了聚碳酸酯聚氨酯的水降解行为 , 并 与聚醚聚氨酯样品比较[ 7] 。结果表明 :硬段的性质
产生变黄产物 。
O
O
hν
R C O NH
CH2
NH C R
O
R C O NH
CH2
NH2
CO R
聚氨酯另一种紫外线降解机理是氨基甲酸酯基 团中键的断裂 。有两种键断裂方式 , 一种是 N C 键断裂 , 形 成氨基自由基和烷 基自由基 , 并释放出 CO2 。另一种是 C O 键断裂 , 形成氨基甲酰基自 由基和烷氧基自由基 , 而氨基甲酰自由基分解成氨 基自由基和 CO2 。 分子链中化学键的断裂导致分子
式如下 :
O
O
hν
R C O NH
CH2
NH C R
O R C O NH
OOH CH2
O hν
NH C R
O
O
hν
R C O NH
CH
NCR
O
O
R CO N
C
N CR
当聚 氨酯材料 吸收 330 ～ 340 nm 的波长 的光
后 , 发生 photo-fries 重排 , 生成伯芳胺 , 进一步降解 ,
表 1 异氰酸酯种类对硝酸酯基聚醚聚氨酯老化的影响
试样类型
HDI TH1) TDI M DI
k 2)
7 .50 ×10 -2 1 .18 ×10 -1 9 .66 ×10 -3 1 .24 ×10 -2
半衰期/ h
9 .2 5 .9 71 .7 55 .9
注 :1)四氢呋喃与环氧丙烷硝酸酯 共聚制得 聚醚二醇 与 HDI 制 成 PU 样品 。
2002 年第 17 卷 第 3 期 2002 .Vol .17 No .3
·专题综述·
聚氨酯工业 POLYURETHANE INDUSTRY
聚氨酯材料的老化降解 ＊
·1 ·
贺传兰1 邓建国1 张银生2
(1 .中国工程物理研究院化工材料研究所 绵阳 621900) (2 .兵器工业部五三研究所 济南 250031)
2)老化降解反应速度常数 。
图 4 老化过 程中 10%压缩强度的变化
· 4 · 聚氨酯工业 第 17 卷
1 — 六次甲基四胺 ;2 — 聚碳化二亚胺(0 .44%) 3 — 二苯基硫脲 ;4 — 对照样 ;5 — 角鲨烯 ;6 — 环氧树脂
有人采用二甘醇(DEG)为分解剂 , 研究了硬质 聚氨酯泡沫塑料 的醇解工艺 , 探讨了温度 、DEG 与 聚氨酯泡沫摩尔比对粘度 、表观密度和压缩强度的 影响[ 16] 。 有报道了二甘醇为降解剂的适宜降解条 件[ 17] 。Troev K 等[ 18] 用磷酸二烃酯化学降解了聚酯 聚氨酯 , 其机理可能为 :
中的胺 , 并推断其降解机理为氨基甲酸酯中 C N 键的断裂 , 如下式 :
O
NH C O
+ H2O
NH2 + CO2 +HO
他们运用聚合物的的溶胀理论和化学反应动力
学, 研究了硝酸酯基聚醚聚氨酯的老化降解过 程[ 14] 。研究表明这类聚氨酯的降解遵从一 级反应
动力学规律 ;异氰酸酯的种类对聚氨酯的老化性能
5 结束语
与聚烯烃 、尼龙等大品种聚合物相比 , 有关聚氨 酯材料老化降解的文献相对较少 。 各个研究者的结 论还有许多不一致的地方 , 即使在新出版的聚氨酯 专著中也几乎没有聚氨酯材料老化降解的内容 。 为 了适应聚氨酯材料的广泛应用和推动高分子材料环 境适应性评估技术的发展 , 进一步深入研究聚氨酯 材料老化降解性能具有十分重要的意义 。
化 。在无水气氛下 , 失重量受限 。当样品持续与水
或水蒸汽接触下 , 失重率是恒定的并依赖于老化条
OOH
(CH2)4O(CH2)4
O2
(CH2)3CHO(CH2)4
O2
Harris D J 等[ 9] 用 NMR 技术研究了聚氨酯热氧 降解的产物和反应动力学 。研究表明 :热氧降解的
产物主要是醇 、羧酸和酯 。 大约有 60 %的产物是乙 醇 , 其产率不受温度和抗氧剂的影响 。 热氧老化试 验大多在人工环境试验条件下进行的 。 有人研究了
摘 要 :评述了聚氨酯材料在紫外线 、水 、热氧及化学介质条件下的老化降解机理 ;综述了聚氨酯 材料老化降解的研究进展 。 关键词 :聚氨酯 ;老化 ;降解
聚氨酯材料由于良好的综合性能 , 而广泛用于 国民经济及国防工业的多个领域[ 1] 。尽管以各种形 式出现的聚氨酯材料各自具有独特而优异的性能 , 但使用的耐久性仍然是大家关心的问题 。尤其是这 些聚氨酯材料用于现代武器系统中时 , 其性能的变 化会大大影响库存武器的可靠性 、安全性和贮存寿 命 。 聚氨酯材料的老化性能除了决定于自身的配方 和工艺外 , 还会受到温度 、湿度 、光照 、氧气和水等介 质条件的影响 。 聚氨酯制品老化的主要因素是热 、 紫外线 、水和化学介质等 。 在不同的环境条件下的 老化降解机理是不同的[ 2] 。研究其老化性能是复杂 而又困难的 。本文对以上几种因素引起的聚氨酯材 料老化降解加以综述 .
2 聚氨酯的水解
聚氨酯由于有酯基 、氨基甲酸酯基和脲基的存
在而使其耐水性不佳 。 水分子与聚氨酯大分子中的
易于水解基团发生化学反应 , 使分子断键而降解 , 导
致力学性能降低 。 聚氨酯中的化学基团以醚基和酯
基为多 , 醚基的耐水解稳定性远远大于酯基 。酯基
水解产生羧酸 , 它又能促进水解反应的进行 , 因而酯
Ttoev K 等[ 19] 同时也报道了用磷酸酯化学降解 微孔聚氨酯 弹性体 , 其机理为 酯键断裂 。Khatua S 等[ 20] 报道了氯法降解聚醚聚氨酯 。随着氯 浓度的 增加 , 聚氨酯材料的拉伸性能极速下降 , 其降解机理 是由 于 软段 中 C O C 键 的 断 裂 和 硬 段 中 N H 键的断裂引起的 。