第106篇｜耐水解性
第106篇｜耐水解性
Hydrolysis Resistance
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一句話定義
耐水解性（Hydrolysis Resistance）是指材料在長期接觸水分、濕氣或高溫高濕環境下，抵抗水解反應（Hydrolysis）並維持其機械性能、接著力與結構完整性的能力。
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為什麼重要
很多接著劑。
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剛做好時。
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強度漂亮。
⸻
數據漂亮。
⸻
檢驗全部合格。
⸻
三個月後。
⸻
開始變軟。
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六個月後。
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開始脆裂。
⸻
一年後。
⸻
整個失效。
⸻
問題不在接著力。
⸻
而在：
時間。
⸻
更精確地說。
⸻
是：
水。
⸻
因為水不只是存在於雨天。
⸻
它存在於：
• 空氣
• 人體汗液
• 食品包裝
• 海洋環境
• 工業環境
⸻
而且永遠都在。
⸻
什麼是水解？
水解（Hydrolysis）。
⸻
字面意思：
Water + Cleavage
⸻
利用水分子破壞化學鍵。
⸻
簡單說。
⸻
水會慢慢把高分子拆掉。
⸻
水解反應原理
典型酯基（Ester Bond）水解：
RCOOR’+H_2Orightarrow RCOOH+R’OH
⸻
水進入聚合物內部。
⸻
逐漸切斷分子鏈。
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造成：
分子量下降。
⸻
性能下降。
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為什麼PU會水解？
因為很多PU來自：
Polyester Polyol。
⸻
聚酯結構中大量存在：
Ester Bond。
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而酯基最怕：
水。
⸻
尤其：
高溫水。
⸻
高濕環境。
⸻
水解造成的結果
最初期：
看不出來。
⸻
接著出現：
• 強度下降
• 彈性下降
• 剝離力下降
⸻
最後可能：
• 粉化
• 開裂
• 失效
⸻
Hydrolysis與吸水不同
很多人會混淆。
⸻
Water Absorption
吸水。
⸻
材料吸收水分。
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Hydrolysis
水解。
⸻
材料化學結構被破壞。
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兩者完全不同。
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哪些鍵容易被水解？
常見高分子鍵結比較：
化學鍵 水解敏感性
Ester ★★★★★
Carbonate ★★★☆☆
Ether ★☆☆☆☆
Siloxane ★☆☆☆☆
⸻
因此不同Polyol差異巨大。
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聚酯型PU
Polyester Polyol。
⸻
最大優勢：
• 強度高
• 耐溶劑佳
• 耐油性佳
⸻
最大缺點：
耐水解較差。
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聚醚型PU
Polyether Polyol。
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結構主要為：
Ether Bond。
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反應如下：
R-O-R
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對水相對穩定。
⸻
因此：
Hydrolysis Resistance優異。
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聚碳酸酯型PU
Polycarbonate Polyol。
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位於兩者之間。
⸻
兼具：
• 高耐水解
• 高機械強度
⸻
因此被稱為：
高階PU之王。
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三種Polyol耐水解比較
類型 耐水解性
Polyester ★★☆☆☆
Polyether ★★★★★
Polycarbonate ★★★★★
⸻
這也是許多產品選材的重要依據。
⸻
水解與溫度關係
溫度提高。
⸻
水解速度暴增。
⸻
經驗上：
每提高10°C。
⸻
水解速率約增加：
2倍以上。
⸻
因此：
85°C/85%RH
⸻
成為電子產業經典測試條件。
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水解與濕度關係
濕度越高。
⸻
水分越容易進入材料。
⸻
因此：
Hydrolysis Risk ↑
⸻
尤其：
熱帶地區。
⸻
海島型氣候。
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問題更加明顯。
⸻
水解與分子量
分子鏈被切斷後。
⸻
分子量下降。
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可表示為：
Molecular Weightdownarrow
⸻
進而造成：
強度下降。
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水解與接著力
接著界面通常最脆弱。
⸻
水分進入後。
⸻
優先攻擊界面。
⸻
導致：
Peel Strength下降。
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水解與軟包裝
食品包裝。
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蒸煮袋。
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高溫殺菌袋。
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長期接觸：
熱水。
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因此耐水解非常重要。
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水解與鞋材
鞋材長期接觸：
汗水。
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濕氣。
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雨水。
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若耐水解不足。
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容易：
開膠。
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水解與汽車材料
汽車內裝。
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長期經歷：
• 高溫
• 冷熱循環
• 濕氣
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因此需高耐水解系統。
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水解與電子材料
電子封裝膠。
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最怕：
吸水後降解。
⸻
造成：
• 裂紋
• Delamination
• 壽命下降
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如何提升耐水解性？
主要方法：
使用Polyether Polyol
⸻
使用Polycarbonate Polyol
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提高交聯密度
⸻
降低吸水率
⸻
添加抗水解助劑
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Carbodiimide抗水解劑
最常見抗水解添加劑。
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反應如下：
R-N=C=N-R
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可捕捉酸性降解物。
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延長材料壽命。
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重要數據或表格
PU系統耐水解比較
系統 耐水解性
Polyester PU ★★☆☆☆
Polyether PU ★★★★★
Polycarbonate PU ★★★★★
TPU（聚酯型） ★★☆☆☆
TPU（聚醚型） ★★★★★
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提升耐水解的方法
方法 效果
Polyether Polyol ↑↑↑
Polycarbonate Polyol ↑↑↑
Carbodiimide ↑↑
高交聯設計 ↑
降低吸水率 ↑
⸻
與接著工程的關係
Hydrolysis Resistance直接影響：
Bond Durability
接著壽命。
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Outdoor Stability
戶外穩定性。
⸻
Heat-Humidity Resistance
耐濕熱能力。
⸻
Peel Strength Retention
剝離強度保持率。
⸻
Product Lifetime
產品壽命。
⸻
Reliability
可靠度。
⸻
因此是高端接著劑的重要指標。
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軟包裝案例
耐蒸煮膠。
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通常需使用：
高耐水解Polyol。
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鞋材案例
聚酯型PU鞋底。
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長期潮濕可能：
水解粉化。
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電子案例
85°C/85%RH測試。
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主要評估：
耐水解能力。
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常見應用
PU Adhesive
聚氨酯接著劑。
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TPU
熱塑性聚氨酯。
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PUD
聚氨酯分散體。
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Electronic Materials
電子材料。
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Automotive Interior
汽車內裝。
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Retort Packaging
蒸煮包裝。
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相關名詞
• Polyester Polyol（聚酯多元醇）
• Polyether Polyol（聚醚多元醇）
• Polycarbonate Polyol（聚碳酸酯多元醇）
• Water Resistance（耐水性）
• Moisture Sensitivity（濕氣敏感性）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Carbodiimide（抗水解劑）
• Durability（耐久性）
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FAQ
Q1：耐水性和耐水解性一樣嗎？
不一樣。
耐水性是抗吸水。
耐水解性是抗化學降解。
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Q2：聚醚型PU為什麼耐水解？
因為Ether Bond不容易被水攻擊。
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Q3：聚酯型PU一定不好嗎？
不是。
它通常強度更高、耐油更佳。
只是耐水解較弱。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，許多產品失效不是因為初始強度不足，而是因為耐水解設計不足。
實驗室裡測到的數據，只代表產品剛出生時的狀態。
真正的考驗，是產品經歷數千小時濕熱環境後，還剩下多少性能。
在聚氨酯世界裡，強度決定產品能不能上市。
而耐水解性，決定產品能活多久。
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延伸閱讀
• Polyester Polyol（聚酯多元醇）
• Polyether Polyol（聚醚多元醇）
• Polycarbonate Polyol（聚碳酸酯多元醇）
• Water Resistance（耐水性）
• Moisture Sensitivity（濕氣敏感性）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Carbodiimide（抗水解劑）
• Durability（耐久性）
⸻
參考文獻
1. Oertel, G. Polyurethane Handbook.
2. Randall, D. & Lee, S. The Polyurethanes Book.
3. Hepburn, C. Polyurethane Elastomers.
4. Saunders, J.H. & Frisch, K.C. Polyurethanes: Chemistry and Technology.
5. Polymer Degradation and Stability.
6. Journal of Applied Polymer Science.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
Hydrolysis Resistance
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一句話定義
耐水解性（Hydrolysis Resistance）是指材料在長期接觸水分、濕氣或高溫高濕環境下，抵抗水解反應（Hydrolysis）並維持其機械性能、接著力與結構完整性的能力。
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為什麼重要
很多接著劑。
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剛做好時。
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強度漂亮。
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數據漂亮。
⸻
檢驗全部合格。
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三個月後。
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開始變軟。
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六個月後。
⸻
開始脆裂。
⸻
一年後。
⸻
整個失效。
⸻
問題不在接著力。
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而在：
時間。
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更精確地說。
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是：
水。
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因為水不只是存在於雨天。
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它存在於：
• 空氣
• 人體汗液
• 食品包裝
• 海洋環境
• 工業環境
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而且永遠都在。
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什麼是水解？
水解（Hydrolysis）。
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字面意思：
Water + Cleavage
⸻
利用水分子破壞化學鍵。
⸻
簡單說。
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水會慢慢把高分子拆掉。
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水解反應原理
典型酯基（Ester Bond）水解：
RCOOR’+H_2Orightarrow RCOOH+R’OH
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水進入聚合物內部。
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逐漸切斷分子鏈。
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造成：
分子量下降。
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性能下降。
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為什麼PU會水解？
因為很多PU來自：
Polyester Polyol。
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聚酯結構中大量存在：
Ester Bond。
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而酯基最怕：
水。
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尤其：
高溫水。
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高濕環境。
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水解造成的結果
最初期：
看不出來。
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接著出現：
• 強度下降
• 彈性下降
• 剝離力下降
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最後可能：
• 粉化
• 開裂
• 失效
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Hydrolysis與吸水不同
很多人會混淆。
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Water Absorption
吸水。
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材料吸收水分。
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Hydrolysis
水解。
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材料化學結構被破壞。
⸻
兩者完全不同。
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哪些鍵容易被水解？
常見高分子鍵結比較：
化學鍵 水解敏感性
Ester ★★★★★
Carbonate ★★★☆☆
Ether ★☆☆☆☆
Siloxane ★☆☆☆☆
⸻
因此不同Polyol差異巨大。
⸻
聚酯型PU
Polyester Polyol。
⸻
最大優勢：
• 強度高
• 耐溶劑佳
• 耐油性佳
⸻
最大缺點：
耐水解較差。
⸻
聚醚型PU
Polyether Polyol。
⸻
結構主要為：
Ether Bond。
⸻
反應如下：
R-O-R
⸻
對水相對穩定。
⸻
因此：
Hydrolysis Resistance優異。
⸻
聚碳酸酯型PU
Polycarbonate Polyol。
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位於兩者之間。
⸻
兼具：
• 高耐水解
• 高機械強度
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因此被稱為：
高階PU之王。
⸻
三種Polyol耐水解比較
類型 耐水解性
Polyester ★★☆☆☆
Polyether ★★★★★
Polycarbonate ★★★★★
⸻
這也是許多產品選材的重要依據。
⸻
水解與溫度關係
溫度提高。
⸻
水解速度暴增。
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經驗上：
每提高10°C。
⸻
水解速率約增加：
2倍以上。
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因此：
85°C/85%RH
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成為電子產業經典測試條件。
⸻
水解與濕度關係
濕度越高。
⸻
水分越容易進入材料。
⸻
因此：
Hydrolysis Risk ↑
⸻
尤其：
熱帶地區。
⸻
海島型氣候。
⸻
問題更加明顯。
⸻
水解與分子量
分子鏈被切斷後。
⸻
分子量下降。
⸻
可表示為：
Molecular Weightdownarrow
⸻
進而造成：
強度下降。
⸻
水解與接著力
接著界面通常最脆弱。
⸻
水分進入後。
⸻
優先攻擊界面。
⸻
導致：
Peel Strength下降。
⸻
水解與軟包裝
食品包裝。
⸻
蒸煮袋。
⸻
高溫殺菌袋。
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長期接觸：
熱水。
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因此耐水解非常重要。
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水解與鞋材
鞋材長期接觸：
汗水。
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濕氣。
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雨水。
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若耐水解不足。
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容易：
開膠。
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水解與汽車材料
汽車內裝。
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長期經歷：
• 高溫
• 冷熱循環
• 濕氣
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因此需高耐水解系統。
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水解與電子材料
電子封裝膠。
⸻
最怕：
吸水後降解。
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造成：
• 裂紋
• Delamination
• 壽命下降
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如何提升耐水解性？
主要方法：
使用Polyether Polyol
⸻
使用Polycarbonate Polyol
⸻
提高交聯密度
⸻
降低吸水率
⸻
添加抗水解助劑
⸻
Carbodiimide抗水解劑
最常見抗水解添加劑。
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反應如下：
R-N=C=N-R
⸻
可捕捉酸性降解物。
⸻
延長材料壽命。
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重要數據或表格
PU系統耐水解比較
系統 耐水解性
Polyester PU ★★☆☆☆
Polyether PU ★★★★★
Polycarbonate PU ★★★★★
TPU（聚酯型） ★★☆☆☆
TPU（聚醚型） ★★★★★
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提升耐水解的方法
方法 效果
Polyether Polyol ↑↑↑
Polycarbonate Polyol ↑↑↑
Carbodiimide ↑↑
高交聯設計 ↑
降低吸水率 ↑
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與接著工程的關係
Hydrolysis Resistance直接影響：
Bond Durability
接著壽命。
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Outdoor Stability
戶外穩定性。
⸻
Heat-Humidity Resistance
耐濕熱能力。
⸻
Peel Strength Retention
剝離強度保持率。
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Product Lifetime
產品壽命。
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Reliability
可靠度。
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因此是高端接著劑的重要指標。
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軟包裝案例
耐蒸煮膠。
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通常需使用：
高耐水解Polyol。
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鞋材案例
聚酯型PU鞋底。
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長期潮濕可能：
水解粉化。
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電子案例
85°C/85%RH測試。
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主要評估：
耐水解能力。
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常見應用
PU Adhesive
聚氨酯接著劑。
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TPU
熱塑性聚氨酯。
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PUD
聚氨酯分散體。
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Electronic Materials
電子材料。
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Automotive Interior
汽車內裝。
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Retort Packaging
蒸煮包裝。
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相關名詞
• Polyester Polyol（聚酯多元醇）
• Polyether Polyol（聚醚多元醇）
• Polycarbonate Polyol（聚碳酸酯多元醇）
• Water Resistance（耐水性）
• Moisture Sensitivity（濕氣敏感性）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Carbodiimide（抗水解劑）
• Durability（耐久性）
⸻
FAQ
Q1：耐水性和耐水解性一樣嗎？
不一樣。
耐水性是抗吸水。
耐水解性是抗化學降解。
⸻
Q2：聚醚型PU為什麼耐水解？
因為Ether Bond不容易被水攻擊。
⸻
Q3：聚酯型PU一定不好嗎？
不是。
它通常強度更高、耐油更佳。
只是耐水解較弱。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，許多產品失效不是因為初始強度不足，而是因為耐水解設計不足。
實驗室裡測到的數據，只代表產品剛出生時的狀態。
真正的考驗，是產品經歷數千小時濕熱環境後，還剩下多少性能。
在聚氨酯世界裡，強度決定產品能不能上市。
而耐水解性，決定產品能活多久。
⸻
延伸閱讀
• Polyester Polyol（聚酯多元醇）
• Polyether Polyol（聚醚多元醇）
• Polycarbonate Polyol（聚碳酸酯多元醇）
• Water Resistance（耐水性）
• Moisture Sensitivity（濕氣敏感性）
• Crosslink Density（交聯密度）
• Carbodiimide（抗水解劑）
• Durability（耐久性）
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參考文獻
1. Oertel, G. Polyurethane Handbook.
2. Randall, D. & Lee, S. The Polyurethanes Book.
3. Hepburn, C. Polyurethane Elastomers.
4. Saunders, J.H. & Frisch, K.C. Polyurethanes: Chemistry and Technology.
5. Polymer Degradation and Stability.
6. Journal of Applied Polymer Science.
7. Progress in Polymer Science.
8. Reactive and Functional Polymers.
