PU弹性体的紫外线降解机理

聚氨酯弹性体具有耐磨耗、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀, 与其它材质粘结性好, 高弹性和吸振能力强等优异性能, 在工业生产及日常生活中得到广泛的应用。聚氨酯和其它高分子材料一样, 户外使用易发生泛黄、龟裂等光氧化老化现象, 从而导致制品机械性能下降。自聚氨酯工业化以来, 人们一直在研究其光氧化降解问题, 只是近年来人们才对该变化过程中某些关键问题有了较深入的了解, 聚氨酯稳定化技术和稳定剂的使用方法也有了较大突破。作者现就PU 弹性体光老化的降解机理进行了归纳, 并讨论了PU 弹性体自身结构及外界影响因素对其紫外线稳定性的影响。PU弹性体的紫外线降解机理聚氨酯弹性体中由于有芳亚胺和氨基甲酸酯基团, 当吸收波长在290~ 400 nm紫外线时聚合物链断裂和交联, 导致某些力学性能发生变化。同时, 降解所形成的发色团, 引起制品的颜色加深。1. 1 芳亚胺的氧化以芳香族二异氰酸酯MD I合成的PU 弹性体为例, 在紫外线照射下, 发生氧化降解, 一般认为有2种机理。第1种机理是PU 吸收大于340 nm 波长的光后, MDI上的甲撑发生氧化, 形成不稳定的氢过氧化合物, 进而生成发色团醌- 酰亚胺结构, 该结构导致PU 变黄, 进一步氧化生成二醌
酰亚胺结构, 最后变为琥珀色。反应式如下 :

在第2种机理中, PU 吸收330~ 340 nm 波长的光后, 发生Pho toFries重排, 生成伯芳香胺进一步降解, 产生变黄的物质。

1. 2 氨基甲酸酯键的断裂在紫外线作用下, 氨基甲酸酯键的断裂有2种断裂形式, 一种是N C 键断裂, 形成氨基自由基和烷基自由基, 并释放出CO2；

另一种是C O 键断裂, 形成氨基甲酰基和烷氧基自由基, 而氨基甲酰自由基进一步分解成氨基自由基和CO2。