Effect of structure on the thermal stability of crosslinked poly(ester-urethane)

Polyurethane (PUR) crosslinked copolymers composed of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), poly(ethylene adipate)diol (PEA), glycerine (Gly), and diol [1,2-ethanediol (ED), diethylene glycol (DEG), 1,3-propanediol (PD), 1,4-butanediol (BD), 1,5-pentanediol (PTD) or 1,6-hexanediol (HD)] as a chain extender were synthesized in a two-step process. The effect of structural hard segments on the thermal stability of crosslinked poly(ester-urethane) was studied. Increase in the length of the hard segment decreased the thermal stability within a given series of compounds. The thermal oxidative stability of the polyurethane crosslinked system was investigated under an air atmosphere using thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Interchain crosslinking improves thermal stability and chemically crosslinked PUR behaves as an elastomer capable of shape memory. The decomposition of PUR crosslinked with various hard segments has been compared.

---

Usieciowane koplimery poliuretanowe (PUR) syntezowano dwuetapowo z diizocyjanianu 4,4'-difenylometanu (MDI), diolu poli(adipinianu etylenu) (PEA), glicerolu (Gly) i diolu jako przedłużacza łańcucha [1,2-etanodiolu (ED), glikolu dietylowego (DEG), 1,3-propanodiolu (PD), 1,4-butanodiolu (BD), 1,5-pentanodiolu (PTD) lub 1,6-heksanodiolu (HD)] (tabela 1). Metodą analizy termograwimetrycznej (TGA) i skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) badano w atmosferze powietrza stabilność termiczną otrzymanych materiałów. W badanych seriach związków różniących się stosunkiem substratów (PUR1-PUR2 i PUR7-PUR12) metodą TGA stwierdzono zmniejszanie się stabilności termicznej ze wzrostem długości segmentów sztywnych (tabela 2, rys. 1-4). Wyznaczono energię aktywacji (Ea) procesu degradacji w funkcji stopnia przemiany (a) (rys. 5 i 6). Zaobserwowano zwiększanie się wartości Ea ze wzrostem ciężaru cząsteczkowego segmentów sztywnych podczas pierwszego etapu degradacji, a zmniejszanie się podczas drugiego etapu. Metodą DSC wyznaczono temperaturę zeszklenia (Tg) otrzymanych materiałów. Stwierdzono zmniejszanie się wartości Tg ze wzrostem zawartości grup metylenowych w segmentach sztywnych PUR.