孔正阳 应邬彬 胡 晗 王 凯 尹静波 张若愚*

(1.上海大学 材料科学与工程学院， 上海 200444； 2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所， 宁波 315201)

引 言

热塑性聚氨酯弹性体是一类用途广泛的高分子材料，具有耐磨、耐热、耐腐蚀的优点以及较好的形变回复能力，它的这种优异性能与其化学结构和物理形貌有着紧密的联系[1]。热塑性聚氨酯是一种嵌段线性聚合物，通常由二异氰酸酯和低分子二醇组成的硬段相与寡聚物二醇组成的软段相构成。Bonart等[2-3]最先使用“硬段”和“软段”来描述聚氨酯结构，并用小角X射线衍射技术证实了硬相区的存在。Cooper等[4]首先提出聚氨酯弹性体的微相分离是由硬段相和软段相的热力学不相容性造成。由于氨基甲酸酯基的强极性和氢键作用，硬段分子聚集结合在一起形成硬相区，并成为物理交联点，而软段相作为基质提供弹性[5-6]。Schneider等[7]提出了一个更符合事实的微相分离结构模型，即微相分离是不完全的，除了软相区和硬链段堆叠形成的硬相区外还存在软、硬段混合的相区。除了氢键和微相分离造成的复杂形貌，结晶也有可能会对最终的结构造成影响[8]。因此，很多研究者也用差示扫描量热法(DSC)对聚氨酯进行结构研究，如Koberstein等[9]与Ryan等[10]认为在DSC升温曲线中的3个吸热峰分别为硬段微晶的熔融峰、微相分离转变温度峰以及与退火相关的峰。然而到目前为止，关于聚氨酯中的精细结构，依然没有清晰的物理图像。以往描述聚氨酯微相分离的平均场和涨落理论都缺乏对聚氨酯硬相区结构的详细描述。……