極地の過酷な環境は科学調査装置の密封性、輸送、歩行用弾性体材料の低温弾性および物理機械的性能に極限の挑戦をもたらします。しかし、従来のゴム材料は低いガラス転移温度(T_g)、高い圧縮耐寒性能および高い機械的性能を同時に満たすことが困難です。本研究では、異なる配列性の軟質セグメントを選択して、T_gが-50 ℃以下の一連のポリウレタンエラストマー(PU)を調製し、PUの分子構造と機械的性能、圧縮耐寒性能の関係を探究し、PUの低温圧縮復元機構を明確にしました。研究結果は、軟質セグメントの配列性が低下するに従って、PUの軟質セグメントの結晶化能力が弱まり、引張強度が低下することを示しています。ポリエステル型軟質セグメントPUは分子間相互作用が強く、緻密な硬相ミクロ領域を形成しやすく、引張強度が向上します。同時に、低温圧縮作用下で、不規則な軟質セグメントを持つPUは、軟質セグメントの結晶度がより低く、軟質セグメント結晶が連続相を形成せず、より良い圧縮耐寒性能を有します。その中で、PO3G-PUのT_gは-68.2 ℃、引張強度は44.0 MPa、-40 ℃圧縮耐寒係数は0.632、-55 ℃圧縮耐寒係数は0.459であり、いずれも従来のゴム材料より優れています。本研究は高強度で低温圧縮耐性を持つPUの設計と製造に新しい視点を提供します。

ポリウレタンエラストマー;微相分離;結晶性;機械的特性;低温性能