Effect of the soft segment on the fatigue behavior of segmented polyurethanes

Abstract

Effect of the soft-segment structure and molecular weight on the microphase separation in segmented polyurethanes (SPU) was determined by means of differential scanning calorimetry, small-angle X-ray scattering, dielectric constant measurement, pulsed nuclear magnetic resonance, and thermoluminescence. Possible changes in the structural properties of SPU after cyclic mechanical fatigue were monitored using the same techniques as described above. Samples were divided in two series according to their soft-segment structure, i.e., one is linear poly(tetramethylene glycol) (PTMG), and another one with a methyl group on the PTMG chain. Hard segment consisted of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), and 1,4-butanediol (BD) as chain extender in both sets. It was found that phase separation increased for both types of SPU as the soft-segment molecular weight increased. Samples with methyl group showed little soft-segment crystallization. Upon fatigue, samples with a methyl group demonstrated a better fatigue resistance. 7 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Se determinó el efecto de la estructura de los segmentos blandos y del peso molecular en la separación de microfases en poliuretanos segmentados (SPU) mediante calorimetría diferencial de barrido, dispersión de rayos X de ángulo pequeño, medición de la constante dieléctrica, resonancia magnética nuclear pulsada y termoluminiscencia. Los posibles cambios en las propiedades estructurales de los SPU tras la fatiga mecánica cíclica se controlaron mediante las mismas técnicas descritas anteriormente. Las muestras se dividieron en dos series según su estructura de segmento blando, es decir, una es de poli(tetrametilenglicol) lineal (PTMG), y otra con un grupo metilo en la cadena de PTMG. El segmento duro consistía en diisocianato de 4,4'-difenilmetano (MDI), y 1,4-butanodiol (BD) como extensor de cadena en ambos conjuntos. Se comprobó que la separación de fases aumentaba para ambos tipos de SPU a medida que aumentaba el peso molecular del segmento blando. Las muestras con grupo metilo mostraron poca cristalización del segmento blando. Tras la fatiga, las muestras con grupo metilo demostraron una mayor resistencia a la fatiga. 7 2000 Elsevier Science Ltd. Todos los derechos reservados.