ポリ尿素

ポリ尿素は、段階成長重合によるイソシアネート成分と合成樹脂ブレンド成分の反応生成物から誘導されるエラストマーの一種です。イソシアネートは、本質的に芳香族または脂肪族であり得る。それは、モノマー、ポリマー、またはイソシアネート、準プレポリマー、またはプレポリマーの任意の変形反応であり得る。プレポリマー、または準プレポリマーは、アミン末端ポリマー樹脂、またはヒドロキシル末端ポリマー樹脂で作ることができます。

樹脂ブレンドは、アミン末端ポリマー樹脂、および/またはアミン末端鎖延長剤で構成されていてもよい。アミン末端ポリマー樹脂には、意図的なヒドロキシル部分はありません。ヒドロキシルは、アミン末端ポリマー樹脂への不完全な変換の結果です。樹脂ブレンドは、添加剤または非主要成分を含んでもよい。これらの添加剤は、ポリオール担体に事前に分散された顔料などのヒドロキシルを含んでもよい。通常、樹脂ブレンドには触媒が含まれていません。

ポリマー構造

ポリ尿素という言葉は、ギリシャ語のπολυ--poly-は「多く」を意味します。およびουρίας-「排尿」を意味するoûron（尿に含まれる尿素物質を指す）。尿素またはカルバミドは、化学式（NH2）2COの有機化合物です。この分子には、カルボニル官能基（C = O）で結合された2つのアミン基（–NH2）があります。ポリ尿素では、イソシアネートとアミンの交互のモノマー単位が互いに反応して尿素結合を形成します。尿素は、カルバミン酸中間体を形成するイソシアネートと水の反応からも形成されます。この酸は、二酸化炭素を分離し、アミンを残すことですぐに分解します。次に、このアミンは別のイソシアネート基と反応してポリ尿素結合を形成します。この2段階の反応は、一般的ではあるが不適切にポリウレタンフォームと呼ばれるものを作るために使用されます。この反応で放出される二酸化炭素は、特にポリウレタン/尿素フォームと呼ばれるべきである多くのポリウレタンフォームの主な発泡剤です。

用途

ポリ尿素とポリウレタンは、1959年に発明されたスパンデックスの製造に使用されるコポリマーです。

ポリウレアはもともとテーブルトップのエッジを保護するために開発されたもので、1990年代にMark S. BartonとMark Schlichterによって2成分ポリウレタンおよびポリウレアスプレーエラストマーの開発が行われました（米国5534295特許）。その速い反応性と相対的な湿気の不感性により、二次封じ込め、マンホールおよびトンネルコーティング、タンクライナー、トラックベッドライナーなどの大きな表面積のプロジェクトのコーティングに役立ちました。適切なプライマー処理と表面処理により、コンクリートとスチールへの優れた接着性が得られます。また、スプレー成形および装甲にも使用できます。一部のポリウレアは、6000 psi（40 MPa）の引張強度と500％を超える伸びに達し、強靭なコーティングになっています。硬化時間が短いため、多くのコートを迅速に構築できます。

2014年に、ポリ尿素エラストマーベースの材料は自己修復性であることが示され、半分に切断された後、一緒に溶けました。この材料には、安価な市販の化合物も含まれています。エラストマー分子が調整され、それらの間の結合が長くなりました。得られた分子は、互いに引き離しやすく、室温でほぼ同じ強度で再結合しやすくなります。再結合を繰り返すことができます。イリノイ大学で行われた研究のおかげで、伸縮性のある自己修復性の塗料やその他のコーティングは、最近一般的な用途に一歩近づきました。そこの科学者は、「既製」のコンポーネントを使用して、他の化学物質を追加せずに、半分に切断された後に一緒に溶けるポリマーを作成しました。

ポリウレアは、狭いボートに適した長期的なソリューションになっています。 「黒化」として知られるビチューメンによる従来のコーティングは、ポリ尿素コーティングの実践に置き換えられています。最も明確な利点は、3〜4年ごとにコートを塗り直す必要がないことです。ポリ尿素コーティングは25〜30年続くと考えられています。

ポリ尿素の商業商標には、Line-XおよびGLS 100Rが含まれます。ポリ尿素にはいくつかの配合があります。