Abstract The pyrolysis behaviors of seven kinds of polyurethane elastomers (PUEs) with different ratios between the hard segment (HS) and soft segment (SS) were investigated for both fast pyrolysis (300, 350, 450, 850 °C) and slow pyrolysis at the heating rate of 10 °C min–1 by thermogravimetric analysis (TG), pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS), and evolved gas analysis-mass spectrometry (EGA-MS). These PUEs were synthesized from 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-butane diol (BD), and poly(oxytetramethylene glycol) (PTMG). Atomic force microscopy measurements found that the HS domains were formed in PUEs containing HS, and these domains were aggregated at extremely high HS ratio. The main pyrolysate derived from HS was MDI under all conditions. In fast pyrolysis tests, the decomposition of SS proceeded sufficiently at 450 °C, and a lot of low molecular weight compounds were produced at 850 °C. In slow pyrolysis tests, three-step degradation was observed, and this degradation behavior was influenced by the HS domain and SS matrix structures. The first step is the HS pyrolysis inside the HS domain, then the HS surrounded by SS is pyrolyzed. Finally, the SS matrix is pyrolyzed. The HS pyrolysates changed from isocyanate to amine with increasing temperature. We believe that the newly found pyrolysis behavior of PUEs with different ratios between the HS and SS will promote future studies on the characterization of PUE materials and the pyrolytic recovery of chemical feedstock from PUE wastes.

中文翻译：

---

具有不同硬段和软段组成的聚氨酯弹性体的温度依赖性热解行为

摘要 研究了 7 种不同硬链段 (HS) 和软链段 (SS) 比率的聚氨酯弹性体 (PUE) 在 300、350、450、850 °C 和慢速热解条件下的热解行为。通过热重分析 (TG)、热解-气相色谱/质谱 (Py-GC/MS) 和逸出气体分析-质谱 (EGA-MS) 确定 10 °C min-1 的加热速率。这些 PUE 由 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)、1,4-丁二醇 (BD) 和聚(氧四亚甲基二醇) (PTMG) 合成。原子力显微镜测量发现，HS 域是在含有 HS 的 PUE 中形成的，并且这些域以极高的 HS 比率聚集。在所有条件下，源自 H2S 的主要热解产物是 MDI。在快速热解试验中，SS在450℃时分解充分，850℃时生成大量低分子量化合物。在慢热解试验中，观察到三步降解，这种降解行为受 HS 域和 SS 基体结构的影响。第一步是HS域内的HS热解，然后被SS包围的HS被热解。最后，SS 矩阵被热解。随着温度的升高，HS 热解产物从异氰酸酯变为胺。我们相信，新发现的具有不同 HS 和 SS 比率的 PUE 的热解行为将促进未来对 PUE 材料的表征和从 PUE 废物中热解回收化学原料的研究。观察到三步降解，这种降解行为受 HS 域和 SS 矩阵结构的影响。第一步是HS域内的HS热解，然后被SS包围的HS被热解。最后，SS 矩阵被热解。随着温度的升高，HS 热解产物从异氰酸酯变为胺。我们相信，新发现的具有不同 HS 和 SS 比率的 PUE 的热解行为将促进未来对 PUE 材料的表征和从 PUE 废物中热解回收化学原料的研究。观察到三步降解，这种降解行为受 HS 域和 SS 矩阵结构的影响。第一步是HS域内的HS热解，然后被SS包围的HS被热解。最后，SS 矩阵被热解。随着温度的升高，HS 热解产物从异氰酸酯变为胺。我们相信，新发现的具有不同 HS 和 SS 比率的 PUE 的热解行为将促进未来对 PUE 材料的表征和从 PUE 废物中热解回收化学原料的研究。随着温度的升高，HS 热解产物从异氰酸酯变为胺。我们相信，新发现的具有不同 HS 和 SS 比率的 PUE 的热解行为将促进未来对 PUE 材料的表征和从 PUE 废物中热解回收化学原料的研究。随着温度的升高，HS 热解产物从异氰酸酯变为胺。我们相信，新发现的具有不同 HS 和 SS 比率的 PUE 的热解行为将促进未来对 PUE 材料的表征和从 PUE 废物中热解回收化学原料的研究。