下图是不同种类扩链剂72h水性聚氨酯胶膜吸水率及胶膜在水中的浸泡现象。从下图中可以看出,1,2-丙二醇扩链的水性聚氨酯胶膜吸水率最高,耐水性能最差,1,6-己二醇扩链的水性聚氨酯胶膜吸水率最低,耐水性能最好,乙二醇作扩链剂时水性聚氨酯胶膜吸水率也较低。这可能是由于1,6-二醇中含有较多疏水性的CH2一基团,此外,1,6-己二醇分子结构对称,易于形成结晶,也增强了水性聚氨酯结构的耐水性能。乙二醇链段较短,其扩链的水性聚氨酯结构硬段密度较大,体系氢键相互作用力较强,对水分子的进入阻碍作用较强,因此乙二醇制备的水性聚氨酯胶膜耐水性能也较好。

  乙二醇为扩链剂制得的水性聚氨酯胶膜耐水性与1,4丁二醇相比,1,4一丁二醇中疏水的—CH2—基团数目增多,亲水基含量相对较小,但由于乙二醇合成的水性聚氨酯结构氢键作用更强,综合作用下,乙二醇扩链的水性聚氨酯胶膜比1,4丁二醇耐水性好。

  一缩二乙二醇为扩链剂制得的水性聚氨酯胶膜耐水性与1,4-丁二醇相比,由于缩二乙二醇比14丁二醇结构中多了一个醚键(-O-),而醚键的亲水性较好,所以一缩二乙二醇扩链的水性聚氨酯胶膜亲水性明显增大,胶膜吸水率增大,耐水性能下降。

  一缩二乙二醇作扩链剂时,由于其分子内含有醚键(—O—),一方面醚键与水分子之间有氢键作用,可以与水结合,另一方面由于醚键较为柔顺,增大了分子链与水的接触机会,从而使其扩链的水性聚氨酯胶膜具有较大的吸水率,吸水率仅次于1,2-丙二醇。

  胶膜吸水率的大小受到氢键相互作用力和结晶性能双重因素的影响,1,2-丙二醇和新戊二醇中的侧甲基破坏了整个聚氨酯分子链的规整性,且使聚氨酯体系的氢键作用力减弱,因此吸水率较高,耐水性能较差。

  1,2-丙二醇扩链的聚氨酯胶膜吸水率最高,耐水性能最差,1,6-己二醇扩链的聚氨酯胶膜吸水率最低,耐水性能最好,乙二醇作扩链剂时聚氨酯胶膜吸水率也较低。

  可以看出,短链扩链剂制备的聚氨酯胶膜较长链扩链剂具有更好的力学性能,这是因为短链扩链剂的引入缩短了硬段间的距离,使氢键化作用较易发生,提高了硬链段的有序程度,使硬段容易聚集在一起,这使得聚氨酯结构中的长链段不容易进入硬段,聚氨酯软硬段的微相分离程度较高,所以拉伸强度大,硬度高,力学性能较为优异。