Polimocznik
Polimocznik jest rodzajem elastomeru otrzymywanym z produktu reakcji składnika izocyjanianowego i składnika aminowego . Izocyjanian może mieć charakter aromatyczny lub alifatyczny . Może to być monomer , polimer lub dowolna odmiana reakcji izocyjanianów, quasi-prepolimer lub prepolimer . Prepolimer lub quasi-prepolimer może być wykonany z żywicy polimerowej zakończonej grupą aminową lub żywicy polimerowej zakończonej grupą hydroksylową .
Mieszanka żywic może składać się z żywic polimerowych zakończonych grupą aminową i/lub przedłużaczy łańcucha zakończonych grupą aminową. Żywice polimerowe zakończone grupą aminową nie zawierają żadnych zamierzonych grup hydroksylowych . Wszelkie grupy hydroksylowe powstają w wyniku niepełnej konwersji do żywic polimerowych zakończonych grupami aminowymi. Mieszanka żywicy może również zawierać dodatki lub składniki inne niż podstawowe. Dodatki te mogą zawierać grupy hydroksylowe, takie jak pigmenty wstępnie zdyspergowane w nośniku poliolowym . Zwykle mieszanka żywicy nie zawiera katalizatora (ów).
Struktura polimerowa
Słowo polimocznik pochodzi od greckich słów πολυ- - poli- oznaczających „wiele”; i ουρίας - oûron, co oznacza „oddawać mocz” (odnosząc się do substancji mocznikowej występującej w moczu ). Mocznik lub karbamid to związek organiczny o wzorze chemicznym (NH 2 ) 2 CO. Cząsteczka ma dwie grupy aminowe (–NH 2 ) połączone karbonylową grupą funkcyjną (C=O). W polimoczniku naprzemiennie monomer jednostki izocyjanianów i amin reagują ze sobą, tworząc wiązania mocznikowe. Moczniki można również wytwarzać w reakcji izocyjanianów i wody, w wyniku której powstaje kwasu karbaminowego . Kwas ten szybko rozkłada się poprzez odszczepienie dwutlenku węgla i pozostawiając aminę. Ta amina reaguje następnie z inną grupą izocyjanianową, tworząc wiązanie polimocznikowe. Ta dwuetapowa reakcja służy do wytwarzania tego, co powszechnie, choć niewłaściwie nazywa się pianką poliuretanową. Wydzielający się w tej reakcji dwutlenek węgla jest głównym środkiem porotwórczym (spieniającym), szczególnie w wielu piankach poliuretanowych, które dokładniej należy nazwać piankami poliuretanowo-mocznikowymi.
Używa
Polimocznik i poliuretan to kopolimery stosowane do produkcji spandexu , który został wynaleziony w 1959 roku.
Polimocznik został pierwotnie opracowany do zastosowań motoryzacyjnych w latach 80. XX wieku, ale później pojawiły się inne zastosowania, takie jak ochrona krawędzi blatów. Jego szybka reaktywność i względna niewrażliwość na wilgoć sprawiły, że stał się przydatny do powłok na projektach o dużej powierzchni, takich jak obudowy wtórne, powłoki włazów i tuneli, wykładziny zbiorników i wykładziny podwozi samochodów ciężarowych. Doskonałą przyczepność do betonu i stali uzyskuje się przy odpowiednim gruntowaniu i obróbce powierzchni. Można je również stosować do formowania natryskowego i zbrojenia. Niektóre polimoczniki osiągają wytrzymałość na rozciąganie 40 MPa (6000 psi) i wydłużenie ponad 500%, co czyni je wytrzymałą powłoką. Szybki czas utwardzania pozwala na szybkie nałożenie wielu warstw.
W 2014 roku wykazano, że materiał na bazie elastomeru polimocznikowego jest samonaprawiający się, łącząc się po przecięciu na pół. Materiał zawiera także niedrogie, dostępne na rynku związki. Cząsteczki elastomeru zostały ulepszone, dzięki czemu wiązania między nimi stały się dłuższe. Powstałe cząsteczki są łatwiejsze do oddzielenia od siebie i mają większą zdolność do ponownego wiązania w temperaturze pokojowej z prawie taką samą siłą. Ponowne wiązanie można powtórzyć. Dzięki badaniom prowadzonym na Uniwersytecie Illinois, elastyczne, samonaprawiające się farby i inne powłoki zbliżyły się ostatnio o krok do powszechnego zastosowania. Tamtejsi naukowcy wykorzystali „gotowe” komponenty do stworzenia polimeru, który po przecięciu na pół łączy się ponownie, bez dodatku innych substancji chemicznych.
Polimocznik stał się preferowanym długoterminowym rozwiązaniem dla łodzi wąskich . Tradycyjne pokrywanie bitumem, zwane „czernieniem”, jest zastępowane praktyką powłok polimocznikowych. Największą zaletą jest to, że nie ma konieczności ponownego nakładania warstwy co 3–4 lata. Uważa się, że powłoki polimocznikowe wytrzymują 25–30 lat.
Handlowe znaki towarowe polimocznika obejmują między innymi Line-X, GLS 100R i Pentens SPU-1000. Istnieje wiele możliwych preparatów polimocznika. Stowarzyszenie Rozwoju Polimocznika jest stowarzyszeniem branżowym reprezentującym interesy producentów powłok polimocznikowych.