Page 48 - 《橡塑技术与装备》2026年1期
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橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
段的比例，可以制备不同弹性、抗张强度及硬度的聚 到促进硬段的有序堆积和结晶作用，使得聚脲弹性体
脲材料 [4] 。 具有良好的耐磨性、强度，提高熔点。聚脲分子链中
1.3 聚脲弹性体的微相分离结构 脲键的两个活性氢可形成平面状双分叉结构，脲键之
聚脲弹性体的分子链段是由软、硬段交替连接而 间形成的双配位氢键在硬段微区有着更强的凝聚力，
成的 (AB) n 型嵌段共聚物，其分子链结构示意图如图 带来更大的微相分离程度及更优异的力学性能，如图
1 所示。微相结构对其热性能、力学性能及加工处理 2 所示。
影响很大，尤其是对力学性能的影响。玻璃化温度（T g
较低的软段为基本相，柔顺性好，T g 较高的硬段在氢
键的作用下形成硬相，刚性大可起到物理交联和增强
填料的作用，显著提高聚脲的物化性能 [5] 。软硬段之
间热力学性质的差异，及分子链间的复杂作用力，使
他们内部呈现复杂的多相体系。在一定范围内，微相
分离程度越大，聚脲的拉伸强度、硬度和模量等均显
著增强 [6] 。目前，对影响聚脲微相分离结构的因素的
观点主要集中在 ：软硬段组成 ；氢键作用 [7] 。
图 2 聚脲弹性体氢键微观示意图
1.4 聚脲弹性体的改性
为提高聚脲弹性体的低温环境柔韧性、耐高温性
和阻燃等性能，常对其进行改性。目前，对聚脲弹性
体的改性方法主要有纳米改性、树脂改性以及其他改
性。
1.4.1 纳米材料改性
图 1 聚脲弹性体微相分离结构
将纳米材料引入聚脲弹性体中，使纳米粒子的表
1.3.1 软硬段的影响 面活性中心与脲键结合，再通过调整软硬链段的结构、
原料的结构种类、化学配比、链段结构和链长均 含量以及交联度形成聚集态结构，可有效提升聚脲弹
会影响聚脲微相分离结构。在硬段含量一定时，软段 性体的耐磨性、耐污性、耐候性、附着力和力学性能等。
分子量越高，微相分离程度越大，拉伸强度和冲击强 冯永慧 [8] 利用核壳结构纳米 Ag@SiO 2 材料对制
度增高，滞后和蠕变明显减弱 [7] 。目前，制备聚脲弹 备的有机硅基聚脲改性。制备的 PDMS-PUa/Ag@
性体多使用二异氰酸酯或是其三聚体，因为研究发现 SiO 2 相比传统有机硅基防污材料，不仅具有更好的机
异氰酸酯的对称性越好，所得聚脲产品的微相分离程 械性、黏结性和自修复性，而且在纳米银添加量 0.5%
度越高，力学性能也更优。因为对称的异氰酸酯单体 （质量分数 ) 时，展现出了最佳的抗蛋白吸附性和杀菌
更有利于聚脲弹性体硬段的有序堆积和结晶，内部形 效果。
成结合牢固的硬段微区，填料增强效应更强 [7] 。 王伟烽 [9] 采用纳米 SiO 2 来改性水性聚脲，当纳
异氰酸酯指数是影响聚脲弹性体理化性能的重要 米 SiO 2 加入量为 2% 时，涂膜热分解温度提高 10 ℃，
指标，通过设计异氰酸酯与端氨基聚醚、端氨基聚醚 吸水率从 30.56% 降低到 11.12%，拉伸强度先上升后
与扩链剂的化学配比，调整聚脲软硬段的比例，从而 降低，最大可达 29.7 MPa，断裂伸长率不断减小。
改变聚脲的力学性能。异氰酸酯组份与氨基组份的配 1.4.2 树脂改性
比通常在 1. 05~1. 10 上下。 树脂改性是通过嵌段和接枝等手段，将树脂分子
1.3.2 氢键的影响 贯穿在聚脲分子中的方法，常用酚醛树脂、环氧树脂、
氢键是影响聚脲内部微相分离的主要作用力，起 有机硅树脂进行改性，用于改善聚脲弹性体的耐温性、
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