Beiträge zum physikalischen Verständnis der Erweichungstemperatur von nebenvalenzvernetzten Urethan-Elastomeren

Zusammenfassung

Wegen der relativen Schwäche einzelner isolierter Nebenvalenzbindungen tragen nur die räumlich segregierten Hartsegmente zur Vernetzung bei. Je größer die Hartsegmentsegregation ist, desto höher liegt die Erweichungstemperatur, da die spezifische mechanische Belastung der Netzstellen mit zunehmender Entmischung geringer wird. Quantitative Informationen über den Segregationsgrad können anhand der Röntgenkleinwinkelstreuung gewonnen werden.

Die jeweils eintretende Segregation hängt ab vom Verhältnis der Hart-Hartsegment- zur Hart-Weichsegment-Affinität. Erstere erhöht, letztere beeinträchtigt die Entmischung und damit die Erweichungstemperatur. Bei gegebenem Hartsegment hängt die Hart-Weichsegment-Affinität von der chemischen Natur des Weichsegments ab. Sie ist bei Ester-Weichsegmenten größer als bei Äther-Weichsegmenten, so daß letztere trotz konstanten Hartsegments eine höhere Erweichungstemperatur zur Folge haben. In die Hart-Hartsegment-Affinität gehen neben der Konzentration an Urethan- und Harnstoffgruppierungen sterische Parameter ein, die von der Symmetrie des einzelnen Hartsegmentes abhängen.

Summary

Because of the weakness of single secondary bonds only segregated hard segments contribute to the physical crosslinking. The higher the segregation of the hard segments the higher the Heat-Distortion-Temperatures (HDT) are found, since the specific mechanic load of a single crosslink decreases with increasing segregation. Quantitative information about the degree of segragation is got by X-ray small angle scattering.

The degree of segregation depends on the ratio of the hard-hard-segment affinity to the mutual affinity of hard and soft segments. The first increases, the latter decreases the segregation and by this the HDT. A distinct hard segment being given, the segregation depends on the chemical nature of the soft segment. Since the affinity of ester soft segments to the urethan and urea groups of the hard segment is larger than that of ether soft segments, the latter cause a higher HDT in spite of constant hard segments. Besides of the concentration of urethan and urea groups the hard-hard-segment affinity is affected by steric parameters depending on the spatial arrangement of these groups i. e. on the symmetry of a single hard segment.