阐述聚氨酯橡胶分子中都含有什么基团？试讨论这些基团及其在大分子链中的分布情况以及对物理性能的影响

聚氨酯橡胶分子中含有以下主要基团：

1. 异氰酸酯基团（-NCO）：

   • 作为聚氨酯合成的起始原料，异氰酸酯基团参与反应，连接多元醇和其他组分，形成聚氨酯链。

2. 氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）：

   • 这是聚氨酯的主要结构单元，由异氰酸酯基团与羟基反应生成。
   • 氨基甲酸酯基团通过提供氢键形成能力，增强了聚氨酯聚合物的力学性能和耐水解性。

3. 酯基团（-COOR）或醚基团（-O-R）：

   • 这些基团来源于使用的聚酯或聚醚多元醇。
   • 酯基团和醚基团决定了聚氨酯的软段（柔性链段），影响其柔韧性和弹性。

4. 氨基（-NH-）和胺基（-NR2）：

   • 这些基团通常出现在扩链剂中，如二元胺或胺基醇。
   • 它们参与形成氨基甲酸酯键，并可能参与形成脲键（如果异氰酸酯基团与水反应）。

5. 碳链：

   • 多元醇中的碳链是聚氨酯分子中连接其他官能团的骨架。

在大分子链中的分布情况：

• 聚氨酯橡胶通常是由硬段（刚性的结晶区，包含氨基甲酸酯和脲键）和软段（柔性的非结晶区，主要是多元醇衍生的长链）交替组成的嵌段共聚物。
• 这种软硬段的微观相分离结构导致聚氨酯具有优异的物理性能。

对物理性能的影响：

• 硬度和强度：硬段的含量和交联程度增加，可以提高聚氨酯的硬度和强度。
• 柔韧性和弹性：软段提供柔韧性和弹性，较多的软段可以增加材料的伸长率和回弹性。
• 耐化学品性：氨基甲酸酯和脲键提供良好的耐化学品性和耐水解性。
• 耐热性：硬段结构的存在可以提高材料的耐热性。
• 耐磨性：硬段的存在提高耐磨性，因为它们提供了耐磨的结构特性。
• 粘合力：氨基甲酸酯基团可以提供粘合力，因为它可以与多种基材形成氢键。

总的来说，聚氨酯橡胶的物理性能可以通过调节软硬段的种类、比例和分布来优化，以适应不同的应用需求。