La poliurea es un tipo de elastómero que se deriva del producto de reacción de un componente de isocianato y un componente de mezcla de resina sintética mediante polimerización de crecimiento escalonado . El isocianato puede ser de naturaleza aromática o alifática . Puede ser monómero , polímero o cualquier reacción variante de isocianatos, cuasi-prepolímero o un prepolímero . El prepolímero, o cuasi-prepolímero, puede estar hecho de una resina polimérica terminada en amina o una resina polimérica terminada en hidroxilo . [1]
La mezcla de resinas puede estar compuesta por resinas poliméricas terminadas en amina y / o extensores de cadena terminada en amina. Las resinas poliméricas terminadas en amina no tienen restos hidroxilo intencionales . Cualquier hidroxilo es el resultado de una conversión incompleta en las resinas poliméricas terminadas en amina. La mezcla de resinas también puede contener aditivos o componentes no primarios. Estos aditivos pueden contener hidroxilos, como pigmentos predispersados en un portador de poliol . Normalmente, la mezcla de resina no contiene catalizador (s).
Estructura de polímero
La palabra poliurea se deriva de las palabras griegas πολυ- - poly- que significa "muchos"; y ουρίας - oûron que significa "orinar" (refiriéndose a la sustancia urea , que se encuentra en la orina ). La urea o carbamida es un compuesto orgánico con la fórmula química (NH 2 ) 2 CO. La molécula tiene dos grupos amina (–NH 2 ) unidos por un grupo funcional carbonilo (C = O). En una poliurea, las unidades monoméricas alternas de isocianatos y aminas reaccionan entre sí para formar enlaces urea. Las ureas también se pueden formar a partir de la reacción de isocianatos y agua que forma un intermedio de ácido carbámico . Este ácido se descompone rápidamente al separar el dióxido de carbono y dejar una amina. Esta amina luego reacciona con otro grupo isocianato para formar el enlace poliurea. Esta reacción de dos pasos se usa para hacer lo que comúnmente se llama espuma de poliuretano. El dióxido de carbono que se libera en esta reacción es el principal agente de soplado (espumado), especialmente en muchas espumas de poliuretano, que más precisamente deberían llamarse espumas de poliuretano / urea.
Usos
La poliurea y el poliuretano son copolímeros utilizados en la fabricación de spandex , que se inventó en 1959.
La poliurea se desarrolló originalmente para proteger los bordes de la mesa, lo que llevó al desarrollo de poliuretano de dos componentes y elastómeros en aerosol de poliurea que tuvo lugar en la década de 1990 por Mark S. Barton y Mark Schlichter ( US 5534295patentar). Su rápida reactividad y relativa insensibilidad a la humedad lo hicieron útil para revestimientos en proyectos de gran superficie, como contención secundaria, revestimientos de pozos y túneles, revestimientos de tanques y revestimientos de cajas de camiones. Se obtiene una excelente adherencia al hormigón y al acero con la imprimación y el tratamiento de superficie adecuados. También se pueden utilizar para moldeo por pulverización y armaduras. [2] Algunas poliureas alcanzan una resistencia a la tracción de 40 MPa (6000 psi) y un alargamiento superior al 500%, lo que lo convierte en un recubrimiento resistente. El tiempo de curado rápido permite que muchas capas se acumulen rápidamente.
En 2014, se demostró que un material a base de elastómero de poliurea se autocura, se fusiona después de cortarse por la mitad. El material también incluye compuestos económicos disponibles comercialmente. Las moléculas de elastómero se modificaron, alargando los enlaces entre ellas. Las moléculas resultantes son más fáciles de separar unas de otras y pueden volver a unirse a temperatura ambiente con casi la misma fuerza. El rebote se puede repetir. Las pinturas elásticas y autocurativas y otros recubrimientos recientemente dieron un paso más hacia el uso común, gracias a una investigación que se está llevando a cabo en la Universidad de Illinois. Allí, los científicos han utilizado componentes "listos para usar" para crear un polímero que se vuelve a fusionar después de cortarse por la mitad, sin la adición de otros productos químicos. [3] [4]
La poliurea se ha convertido en la solución preferida a largo plazo para embarcaciones estrechas . El revestimiento tradicional con betún, conocido como "ennegrecimiento", está siendo reemplazado por la práctica de revestimientos de poliurea. La ventaja más clara es que no es necesario volver a aplicar una capa cada 3-4 años. Se cree que los recubrimientos de poliurea duran entre 25 y 30 años. [5]
Las marcas comerciales comerciales de poliurea incluyen Elastothane, [6] Elastoline, Line-X, GLS 100R y Pentens SPU-1000, por nombrar algunas. [7] [8] [9] Hay varias formulaciones de poliurea. Polyurea Development Assiociation es una asociación comercial que representa los intereses de los fabricantes de revestimientos de poliurea. [10] [11]
Referencias
- ^ Howarth, GA (2003). "Poliuretanos, dispersiones de poliuretano y poliureas: Pasado, presente y futuro". Surface Coatings International Parte B: Transacciones de recubrimientos . 86 (2): 111-118. doi : 10.1007 / BF02699621 .
- ^ PerformanceCoatings.org (2008-07-08). "Revestimiento resistente a explosiones para potenciar vehículos militares" . NovoNews.lv. Archivado desde el original el 28 de junio de 2019 . Consultado el 28 de junio de 2019 .
- ^ Richard Green (15 de febrero de 2014). "Los científicos crean un polímero autocurativo de bajo costo" . Gizmag.com. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2014 . Consultado el 26 de febrero de 2014 .
- ^ Ying, H .; Zhang, Y .; Cheng, J. (2014). "Unión dinámica de urea para el diseño de polímeros reversibles y autorreparables" . Comunicaciones de la naturaleza . 5 : 3218. doi : 10.1038 / ncomms4218 . PMC 4438999 . PMID 24492620 .
- ^ "Polyurea UK: proveedor de revestimientos de poliurea y sistemas de revestimiento de poliurea en el Reino Unido" . Recubrimientos SPI Performance .
- ^ http://www.elastothane.com
- ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 9 de mayo de 2018 . Consultado el 2 de junio de 2019 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ "Usos de poliurea | LINE-X" . linex.com . Archivado desde el original el 2 de junio de 2019 . Consultado el 2 de junio de 2019 .
- ^ "Sitio web oficial de Pentens 綠色 環保 建材 全球 官方 網站" . www.pentens.com .
- ^ "Asociación de desarrollo de poliurea lanzada en Europa" .
- ^ "Reinstadtler de Bayer es elegido presidente de la Asociación de Desarrollo de Poliurea" .
Ver también
- Poliaspártico