今天小編剖析聚氨酯與聚脲分子結(jié)構(gòu)上的異同點。
聚氨酯是由含端異氰酸酯化合物與含多羥基化合物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng),形成具有氨酯鍵的高分子材料。該反應(yīng)需要一定的溫度,并且需要催化劑。其所形成的高分子材料固化成膜后,高分子鏈上含有多種化學(xué)鍵,如:碳碳鍵、醚鍵、酯鍵、氨酯鍵,也含有少量脲鍵等。
聚脲是含端多異氰酸酯與端多元胺(包括樹脂和擴鏈劑)反應(yīng)所形成的具有脲鍵的高分子材料。它無需催化劑,也不須加熱即可迅速反應(yīng)。噴涂聚脲(SPUA)需加熱,以調(diào)節(jié)粘度,便于均勻噴出成膜。其固化后高分子鏈中含有碳碳鍵、醚鍵、脲鍵、酯鍵、氨酯鍵等。
1、相同點
(1)聚氨酯固化成膜后和聚脲固化成膜后,分子鏈中所含的化學(xué)鍵種類是相同的或相似的。
(2)無論是聚氨酯還是聚脲,必須先制成含端基為異氰酸酯的預(yù)聚體或半預(yù)聚體或齊聚物。也有人將聚脲稱為一種特殊的聚氨酯或高力學(xué)性能的聚氨酯。
2、不同點
(1)盡管聚氨酯和聚脲固化成膜后,所含化學(xué)鍵的種類相同或相似,但聚氨酯橡膠膜中對其物理性能起關(guān)鍵作用的官能團為氨酯鍵,而聚脲固化后對其性能起關(guān)鍵作用的官能團為脲鍵。在聚氨酯和聚脲中都會有氨酯鍵和脲鍵,但由于在聚氨酯固化后的橡膠膜中,氨酯鍵數(shù)量大大超過脲鍵,其性能主要由氨酯鍵所決定;而聚脲地坪固化后的橡膠膜中脲鍵的數(shù)量超過氨酯鍵數(shù)量,其性能主要由脲鍵所決定。
(2)脲鍵強度大大超過氨酯鍵強度,并且脲鍵很穩(wěn)定。
(3)對于市場上常見的噴涂聚氨酯(脲)或稱雜合聚脲(hybride),在雙組分中除采用氨基聚醚以及端氨基擴鏈劑外,還有羥基類物質(zhì)(如聚醚、聚酯等)以及催化劑。雜合聚脲中氨類物質(zhì)的量在交聯(lián)固化劑中應(yīng)在20%~80%,如果低于20%則稱為聚氨酯。
(4)單組分聚氨酯固化過程中,1個水分子消耗2個NCO,產(chǎn)生1個脲鍵,分子結(jié)構(gòu)中氨酯鍵的數(shù)量仍大大超過脲鍵數(shù)量,其力學(xué)性能遠低于單、雙組分聚脲(包括雜合聚脲)。即使加入潛伏性固化劑,其氨酯鍵仍然大于脲鍵數(shù)量。常見的潛伏性固化劑為羥基和氨基同時封端化合物,解封后,與NCO(異氰酸酯)反應(yīng)形成氨酯鍵和脲鍵。潛伏性固化劑只不過抑制CO2氣泡的數(shù)量,抑制肉眼可見泡孔的產(chǎn)生。相當(dāng)部分的NCO還是靠水分子反應(yīng)形成脲鍵,只不過所產(chǎn)生CO2的速度和數(shù)量大大減少,不形成氣孔。交聯(lián)點有脲鍵,也有氨酯鍵。