Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Эластомерлер класы
Class of elastomers
Полиурея – изоцианат компоненті мен амин компонентінің реакция нәтижесінен алынған эластомер түрі. Изоцианаттың құрамы ароматты немесе алифатты болуы мүмкін. Ол мономер, полимер, изоцианаттардың кез келген өзгеше реакциясы, квази-преполимер немесе преполимер түрінде болуы мүмкін. Преполимер немесе квази-преполимер аминмен аяқталатын полимерлік шайыр немесе гидроксилмен аяқталатын полимерлік шайырдан жасалуы мүмкін. Шайыр қоспасы аминмен аяқталатын полимерлік шайырлардан және/немесе амин тізбекті ұзартқыштардан тұруы мүмкін. Аминмен аяқталатын полимерлік шайырларда мақсатты гидроксил тобы болмайды. Кез келген гидроксилдер аминмен аяқталатын полимерлік шайырға толық айналмағаннан пайда болады. Шайыр қоспасы сондай-ақ қосымша заттар немесе негізгі емес компоненттерді қамтуы мүмкін. Бұл қосымша заттарда гидроксилдер болуы мүмкін, мысалы, полиол тасымалдағышта алдын ала таратылған пигменттер. Әдетте, шайыр қоспасында катализатор болмайды. Себебі изоцианат пен амин арасындағы реакция өте жылдам өтеді, сондықтан катализдің қажеті жоқ.
Polyurea is a type of elastomer that is derived from the reaction product of an isocyanate component and an amine component. The isocyanate can be aromatic or aliphatic in nature. It can be monomer, polymer, or any variant reaction of isocyanates, quasi prepolymer or a prepolymer. The prepolymer, or quasi prepolymer, can be made of an amine terminated polymer resin, or a hydroxyl terminated polymer resin. The resin blend may be made up of amine terminated polymer resins, and/or amine terminated chain extenders. The amine terminated polymer resins do not have any intentional hydroxyl moieties. Any hydroxyls are the result of incomplete conversion to the amine terminated polymer resins. The resin blend may also contain additives or non primary components. These additives may contain hydroxyls, such as pre dispersed pigments in a polyol carrier. Normally, the resin blend does not contain a catalyst(s). This is because the reaction between an isocyanate and amine is extremely fast and hence does not need catalysis.
Полимерлік құрылым
Полиурея сөзі грек тіліндегі "көп" мағынасын беретін πολυ поли және "несеп шығару" мағынасын беретін ουρίας oûron сөздерінен туындаған (несепте кездесетін урея затымен байланысты). Урея немесе карбамид – химиялық формуласы (NH2)2CO болатын органикалық қосылыс. Молекуланың құрамында екі амин тобы (–NH2) бар, олар карбонил функционалдық тобымен (C=O) байланысқан. Полиуреяда изоцианаттар мен аминнің кезектесіп келетін мономерлік бірліктері бір-бірімен әрекеттесіп, урея байланыстарын жасайды. Уреалар изоцианат пен судың реакциясынан да пайда болуы мүмкін, бұл реакцияда карбам қышқылы аралық зат ретінде түзіледі. Бұл қышқыл тез ыдырап, көмірқышқыл газын бөліп, амин қалдырады. Содан кейін бұл амин тағы бір изоцианат тобымен реакцияға түсіп, полиурея байланысын құрайды. Осы екі сатылы реакция көбінесе, бірақ қате түрде полиуретан көбігін жасау үшін қолданылады. Бұл реакцияда бөлінетін көмірқышқыл газы, әсіресе полиуретан/мочевина көбіктері деп аталатын көптеген полиуретан көбіктерінде негізгі көбіктіруші (көбіктің пайда болуын қамтамасыз ететін) зат болып табылады.
The word polyurea is derived from the Greek words πολυ poly meaning "many"; and ουρίας oûron meaning "to urinate" (referring to the substance urea, found in urine). Urea or carbamide is an organic compound with the chemical formula (NH2)2CO. The molecule has two amine groups (–NH2) joined by a carbonyl functional group (C=O). In a polyurea, alternating monomer units of isocyanates and amines react with each other to form urea linkages. Ureas can also be formed from the reaction of isocyanates and water which forms a carbamic acid intermediate. This acid quickly decomposes by splitting off carbon dioxide and leaving behind an amine. This amine then reacts with another isocyanate group to form the polyurea linkage. This two step reaction is used to make what is commonly but improperly called polyurethane foam. The carbon dioxide that is liberated in this reaction is the primary blowing (foaming) agent especially in many polyurethane foams which more precisely should be called polyurethane/urea foams.
Қолданылуы
Полиуреин және полиуретан – 1959 жылы ойлап табылған спандекс өндірісінде қолданылатын сополимерлер. Полиурея бастапқыда 1980 жылдары автомобиль саласында қолданылды, бірақ кейін үстел жиектерін қорғау сияқты басқа да қолданыс түрлері пайда болды. Оның жылдам реакцияға түсу қабілеті және ылғалға төзімділігі оны үлкен аумақты жобалардағы қаптамалар үшін тиімді етті, мысалы, екіншілік ұстау құрылыстары, шахталар мен туннельдердің қаптамалары, резервуарлардың ішкі қаптамалары және жүк көліктерінің жүк платформалары. Дұрыс праймер және беттік өңдеу қолданғанда бетон мен болатқа жақсы жабысуға қол жеткізуге болады. Оларды сондай-ақ қалыпқа құю және бронь жасау үшін де пайдалануға болады. Кейбір полиуреялар 40 МПа (6000 psi) созылу беріктігіне және 500%-дан астам созылмалылыққа жетеді, бұл оларды берік қаптамаға айналдырады. Жылдам кебу уақыты көптеген қабаттарды жылдам салуға мүмкіндік береді. Полиурея қаптамаларының жоғары беріктігі, соққыға және тозуға төзімділігі оларды қолданудың басты себебі болып табылады. 2014 жылы полиурея эластомерлі материалының өзін-өзі жазып жаңартатыны, екіге бөлінгеннен кейін бірігіп кететіні анықталды. Материалға коммерциялық түрде қолжетімді, арзан қоспалар да кіреді. Эластомер молекулалары өзгертіліп, олардың арасындағы байланыстар ұзартылды. Нәтижесінде, молекулаларды бір-бірінен ажырату оңайырақ және бөлме температурасында дерлік сол күшімен қайта байланысуға жағдай жасалады. Бұл қайта байланысу процесі қайталануы мүмкін. Иллинойс университетінде жүргізілген зерттеулердің арқасында серпімді, өзін-өзі жазып жаңартатын бояулар мен басқа да қаптамалар кеңінен қолдануға жақындады. Ондағы ғалымдар "қоймадағы" компоненттерді пайдаланып, ешқандай қосымша химиялық заттарсыз, жартысына бөлінгеннен кейін қайта біріге алатын полимерді жасады. Полиурея тар қайықтар үшін ұзақ мерзімді шешімге айналды. Дәстүрлі битуммен қаптау, "қаралау" деп белгілі, полиурея қаптамаларын қолданумен ауыстырылуда. Ең айқын артықшылығы – әр 3-4 жыл сайын жаңа қабат жағу қажеттігінің жойылғандығы. Полиурея қаптамалары 25-30 жылға дейін қызмет етеді деп есептеледі. Polyurea тауарлық белгілеріне Line X, GLS 100R және Pentens SPU 1000 кіреді, бұл тек бірнеше мысал ғана. Полиуреяның көптеген түрлері бар. Polyurea Development Association – полиурея қаптамаларын өндірушілердің мүддесін қорғайтын сауда бірлестігі.
Polyurea and polyurethane are copolymers used in the manufacture of spandex, which was invented in 1959. Polyurea was originally developed in automotive applications in the 1980s but other applications such as protecting tabletop edges followed. Its fast reactivity and relative moisture insensitivity made it useful for coatings on large surface area projects, such as secondary containment, manhole and tunnel coatings, tank liners, and truck bed liners. Excellent adhesion to concrete and steel is obtained with the proper primer and surface treatment. They can also be used for spray molding and armor. Some polyureas reach strengths of 40 MPa (6000 psi) tensile and over 500% elongation making it a tough coating. The quick cure time allows many coats to be built up quickly. The high strength, impact and abrasion resistance of polyurea coatings is a key reason for their use. In 2014, a polyurea elastomer based material was shown to be self healing, melding together after being cut in half. The material also includes inexpensive commercially available compounds. The elastomer molecules were tweaked, making the bonds between them longer. The resulting molecules are easier to pull apart from one another and better able to rebond at room temperature with almost the same strength. The rebonding can be repeated. Elastic, self healing paints and other coatings recently took a step closer to common use, thanks to research being conducted at the University of Illinois. Scientists there have used "off the shelf" components to create a polymer that melds back together after being cut in half, without the addition of other chemicals. Polyurea has become a preferred long term solution for narrowboats. The traditional coating with bitumen, known as "blacking" is being replaced with the practice of using polyurea coatings. The clearest advantage is that it is not necessary to reapply a coat every 3–4 years. It is thought that polyurea coatings last 25–30 years. Commercial trademarks for Polyurea include Line X, GLS 100R, and Pentens SPU 1000, to name a few. There are multiple possible polyurea formulations. The Polyurea Development Association is a trade association that represents the interests of polyurea coating manufacturers.