Полимочевина
Полимочевина — это тип эластомера , который получают из продукта реакции изоцианатного компонента и аминного компонента. Изоцианат природу может иметь или алифатическую ароматическую . Это может быть мономер , полимер или любой вариант реакции изоцианатов, квазипреполимер или форполимер . Форполимер или квазипреполимер может быть изготовлен из полимерной смолы с аминоконцевыми группами или полимерной смолы с гидроксильными концевыми группами. [1]
Смесь смол может состоять из полимерных смол с концевыми аминогруппами и/или удлинителей цепей с концевыми аминогруппами. Полимерные смолы с концевыми аминогруппами не содержат каких-либо гидроксильных группировок . Любые гидроксилы являются результатом неполного превращения в полимерные смолы с концевыми аминогруппами. Смесь смол также может содержать добавки или неосновные компоненты. Эти добавки могут содержать гидроксилы, например, пигменты, предварительно диспергированные в полиольном носителе. Обычно смесь смол не содержит катализатора (ов). Это связано с тем, что реакция между изоцианатом и амином протекает чрезвычайно быстро и, следовательно, не требует катализа.
Полимерная структура
[ редактировать ]
Слово полимочевина происходит от греческих слов πολυ- — поли-, означающих «много»; и ουρίας — oûron, что означает «мочиться» (имеется в виду вещество мочевина , содержащееся в моче ). Мочевина или карбамид представляет собой органическое соединение с химической формулой (NH 2 ) 2 CO. Молекула имеет две аминогруппы (–NH 2 ), соединенные карбонильной функциональной группой (C=O). В полимочевине чередующиеся мономерные звенья изоцианатов и аминов реагируют друг с другом с образованием мочевинных связей. Мочевины также могут образовываться в результате реакции изоцианатов и воды, в результате которой образуется промежуточное соединение карбаминовой кислоты . Эта кислота быстро разлагается, отщепляя углекислый газ и оставляя после себя амин. Затем этот амин реагирует с другой изоцианатной группой с образованием полимочевинной связи. Эта двухэтапная реакция используется для изготовления того, что обычно, но неправильно называют пенополиуретаном. Диоксид углерода, который выделяется в этой реакции, является основным пенообразователем (пенообразователем), особенно во многих пенополиуретанах, которые точнее следует называть пенополиуретанами/мочевиной.
Использование
[ редактировать ]Полимочевина и полиуретан — это сополимеры, используемые при производстве спандекса , который был изобретен в 1959 году.
Полимочевина была первоначально разработана для автомобильной промышленности в 1980-х годах. [2] [3] но последовали и другие применения, такие как защита краев столешниц. [4] Его быстрая реакционная способность и относительная нечувствительность к влаге сделали его полезным для покрытий на проектах с большой площадью поверхности, таких как покрытия вторичной защитной оболочки, люков и туннелей, облицовки резервуаров и кузовов грузовиков. Отличная адгезия к бетону и стали достигается при правильной грунтовке и обработке поверхности. Их также можно использовать для формования распылением и брони. [5] Некоторые полимочевины достигают прочности на растяжение 40 МПа (6000 фунтов на квадратный дюйм) и удлинения более 500%, что делает их прочным покрытием. Быстрое время отверждения позволяет быстро наносить много слоев. Высокая прочность, устойчивость к ударам и истиранию покрытий из полимочевины является основной причиной их использования. [6]
полимочевины В 2014 году было показано, что материал на основе эластомера самовосстанавливается, сливаясь после разрезания пополам. В состав материала также входят недорогие коммерчески доступные соединения. Молекулы эластомера были изменены, что сделало связи между ними более длинными. Полученные молекулы легче отделить друг от друга и они лучше способны повторно связываться при комнатной температуре почти с той же силой. Ребондинг можно повторить. Эластичные, самовосстанавливающиеся краски и другие покрытия недавно стали на шаг ближе к повсеместному использованию благодаря исследованиям, проводимым в Университете Иллинойса. Ученые использовали готовые компоненты для создания полимера, который снова сливается после разрезания пополам без добавления других химикатов. [7] [8]
Полимочевина стала предпочтительным долгосрочным решением для узких судов . Традиционное покрытие битумом, известное как «чернение», заменяется практикой использования полимочевинных покрытий. Самым очевидным преимуществом является то, что нет необходимости повторно наносить слой каждые 3–4 года. Считается, что покрытия из полимочевины служат 25–30 лет. [9]
Коммерческие торговые марки полимочевины включают Line-X, GLS 100R и Pentens SPU-1000, и это лишь некоторые из них. [10] [11] [12] Существует несколько возможных составов полимочевины. Ассоциация развития полимочевины — торговая ассоциация, представляющая интересы производителей полимочевинных покрытий. [13] [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ховарт, Джорджия (2003). «Полиуретаны, полиуретановые дисперсии и полимочевины: прошлое, настоящее и будущее». Surface Coatings International Часть B: Операции с покрытиями . 86 (2): 111–118. дои : 10.1007/BF02699621 . S2CID 93574741 .
- ^ обиадмин. «Что такое полимочевина? Вся информация, которую вам нужно знать» . ОБИК . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ «Полимочевинные покрытия: основы | ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ! Журнал» . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ США 5534295 Патент
- ^ PerformanceCoatings.org (08 июля 2008 г.). «Взрывостойкое покрытие для усиления военной техники» . NovoNews.lv. Архивировано из оригинала 28 июня 2019 г. Проверено 28 июня 2019 г.
- ^ Го, Хуэй; Инь, Миншэн; Льв, Сяо; Чен, Ю; Сунь, Минцянь (01 ноября 2023 г.). «Высокопрочное и высокопрочное полимочевинное покрытие распыляемого типа для защиты алюминиевого листа от ударов» . Журнал технологий и исследований покрытий . 20 (6): 2053–2068. дои : 10.1007/s11998-023-00801-7 . ISSN 1935-3804 .
- ^ Ричард Грин (15 февраля 2014 г.). «Ученые создали недорогой самовосстанавливающийся полимер» . Gizmag.com. Архивировано из оригинала 26 февраля 2014 г. Проверено 26 февраля 2014 г.
- ^ Ин, Х.; Чжан, Ю.; Ченг, Дж. (2014). «Динамическая карбамидная связь для создания обратимых и самовосстанавливающихся полимеров» . Природные коммуникации . 5 : 3218. Бибкод : 2014NatCo...5.3218Y . дои : 10.1038/ncomms4218 . ПМЦ 4438999 . ПМИД 24492620 .
- ^ «Полимочевина: Полимочевинная технология/Системы полимочевинных покрытий» . Покрытия SPI Performance . Архивировано из оригинала 30 марта 2022 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 мая 2018 г. Проверено 2 июня 2019 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Применение полимочевины» . Линия-X . Архивировано из оригинала 2 июня 2019 г. Проверено 2 июня 2019 г.
- ^ «Pentens SPU-1000 Гидроизоляционное аэрозольное покрытие из чистой полимочевины» . Пентенс . Архивировано из оригинала 12 апреля 2021 г.
- ^ «В Европе создана Ассоциация по развитию полимочевины» .
- ^ «Реинштадтлер Bayer избран президентом Ассоциации развития полимочевины» .