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慢回弹海绵的典型特征是,当施加和撤回外力时,变形过程和恢复轨迹并不像普通海绵那样几乎是瞬时和同步的响应。具体地,在还原时,它从应力核心点的外边缘开始,逐渐从外部恢复,最后从应力核心点恢复。根据缓慢回弹海绵的这一特性,已经开发出许多缓冲产品、缓冲材料和工艺品。
慢回弹海绵的这种特性可以均匀分布不规则形状的物体对其施加的压力,因此得名零压海绵。同时,较弱的回弹力可以使外部物体保持在海绵上形成几何形状,这也是记忆海绵的绰号。
慢回弹海绵的形成机理
众所周知,海绵以聚醚多元醇和异氰酸酯为主要材料,并添加必要的添加剂。
正常情况下,使用分子量较大的聚醚多元醇（例如分子量3000以上3000)和聚合物多元醇（分子量60000以上6000)进行异氰酸酯反应,制备的是快速回弹海绵,在工业上称为普通海绵。
在制备慢回收海绵时,高分子量聚醚多元醇/聚合物多元醇总是与低分子量聚醚多元醇（例如分子量700和550)组合使用。
一般来说,我们将分子量3000或以上的聚醚和分子量550或700的聚醚混合,并与异氰酸酯反应制备缓慢回收的海绵。聚醚与异氰酸酯反应后,会形成不同分子量的链段。高分子量聚醚与异氰酸酯反应生成的物质称为软段,低分子量聚醚与异氰酸酯反应生成的物质称为硬段。这些片段通过化学和物理键结合在一起,它们相互交织、堆积,并因空间效应而引起轻微的相分离。
众所周知,高分子量聚醚与异氰酸酯反应时羟值低,交联密度低,因此软链段分子内和分子间活性空间大,易于变形和恢复,也就是说,软链段活性高。但低分子量聚醚具有羟值高、交联密度高、异氰酸酯反应、分子内和分子间活性空间小、变形和回收困难,即硬链段活性低。
软段和硬段的上述特性,加上聚合物内部轻微的相分离,导致慢回弹海绵在施加和撤回外力的过程中表现出软段和硬段的异步变形和恢复。原因是软截面变形及恢复速度快,硬截面变形及恢复速度慢。这就是缓慢回弹海绵的形成方式。
