水性ポリウレタン樹脂の耐水性と構造の関係を解析

水が水性ポリウレタンに与える影響については、2 つの観点から詳しく調べることができます。まず、水は水系ポリウレタンや樹脂の分子間に浸透することができ、この効果は可塑剤の効果と同様です。このプロセスでは、水がポリウレタン分子の極性カルバメート基と水素結合相互作用を起こし、その結果、元のポリマーの主鎖間の水素結合効果が大幅に減少し、それによって水系ポリマーの物理的特性の顕著な低下を引き起こします。ポリウレタン樹脂。しかし、この吸水現象は可逆的であり、物理的変化の範疇に属します。水性ポリウレタン樹脂を乾燥・脱水処理することにより、その特性を効果的に回復させることができます。

一方で、水と水系ポリウレタンの間には不可逆的な化学変化も起こります。水系ポリウレタンの加水分解プロセスにはさまざまなものがありますが、特にポリエステルポリウレタンの加水分解現象が顕著です。具体的には、ポリエステルポリウレタンの主鎖のエステル基が加水分解を受けると、ヒドロキシル末端とカルボキシル末端を有する短い鎖が2本生成されます。このカルボキシルには酸性の性質があり、他のエステル鎖の加水分解をさらに促進し、自己触媒的な連鎖反応を形成する可能性があることは注目に値します。さらに、尿素やアンモニアなどの一部のアルカリ性物質や、ジブチル錫ジラウレートやオクタン酸第一錫などの水性ポリウレタンの製造に使用される触媒も、ポリウレタン系に残留している場合、加水分解の触媒として機能する可能性があります。 。

水性ポリウレタン樹脂の加水分解過程も種類によって異なります。ポリエステルポリウレタンのエステル基は加水分解しやすいため、加水分解作用は主に主鎖の切断として現れ、分子量が大幅に低下し、引張強度や伸びが大幅に低下します。しかし、ポリエーテルポリウレタンの場合、エーテル基とカルバメート基の優れた耐加水分解性により、加水分解効果は徐々に架橋が破壊されて分子量が徐々に低下し、引張強度の低下が比較的ゆっくりと現れます。伸びは最初は増加し、その後減少します。