聚脲的应用

日期：2017-11-23 发布者：三和盛聚脲

　　聚脲的反应注射成型(RIM)与喷涂聚脲弹性体(SPUA) RIM技术是将两种或两种以上的高反应性物料经过激烈撞击混合,注入密闭容器中进行聚合、交联、固化等一系列反应,同时在模具内加工成制品。目前可采用RIM技术的主要聚合物有聚氨酯、尼龙、聚氨酯/聚脲、聚脲。采用RIM方法制备聚脲的原料为聚醚多胺、异氰酸酯及一些助剂。与RIM方法制备的其它聚合物相比,聚脲的反应要来得迅速(5s),可以在200℃的高温条件下保持稳定,吸湿性可在反复浸水/冻结的操作下保持基本不变,而且RIM方法制备的聚脲材料的脱模性较好,在模具光滑的情况下甚至可以不使用脱模剂[14]。喷涂聚脲弹性体技术是为适应环保需求而研制开发的一种无溶剂、没有污染的新型绿色施工技术[7] 。喷涂弹性体最早起源于20世纪70年代,初期喷涂的是聚氨酯弹性体(SPU),但这种体系容易与周围的水汽、湿气反应形成二氧化碳,从而产生气泡,影响弹性体的力学性能。由于聚脲在环境中的稳定性,20世纪80年代美利坚合众国Texaco公司已将其应用于喷涂弹性体中。异氰酸酯是有毒物质,因而在应用中多用挥发性低、毒性小的MDI,
　　一般情况下将异氰酸酯预聚为半预聚体(异氰酸酯含量高于12%、低于25%),使得体系的黏度降低再喷涂。3.2 聚脲微胶囊微胶囊是带有保护性外壳,中心有一种或多种活性芯材的小颗粒。微胶囊的保护性外壳可以是自然或合成的聚合物,活性芯材通常是固态或液态,但也有气态物质作为芯材的例子[3]。微胶囊外壳对芯材起到保护作用,使之不致在外界环境中失效,也可以使芯材材料缓慢释放,起到持续作用的效果[7]。聚脲微胶囊多采用水包油的乳液体系(O/W),其中的油相本身为活性物质或溶有活性物质,作为微胶囊的芯材,异氰酸酯和二胺的加入方法大多是先将异氰酸酯加到有机溶剂中形成有机溶液,再加到水中搅拌形成乳液体系,而二胺可先溶于水中后再加到乳液体系中。文献报道的六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)和EDA包裹拟除虫菊酯杀虫剂就是典型的O/W体系[15]。微胶囊的囊壁是异氰酸酯与二胺在乳液液滴和水的界面处聚合形成的。初始形成的齐聚物不溶于油相,于是在油水界面处聚集、生长,在油滴周围形成单体层。之后继续与水中的二胺和水分子反应聚合成为高分子,并将油滴即芯材包裹起来,形成微胶囊。但聚脲微胶囊的制备并不只限于O/W体系,根据芯材的不同溶解性能,还可以有油包水(W/O)、油包油(O/O)体系。以溶有TDI的环己烷作为连续相,再溶入聚醚酰亚胺(PEI)制备聚脲微胶囊就是O/O体系的实例[16]。 3.3 气相沉积聚合(VDP)法制备聚脲薄膜聚脲薄膜在功能性聚合物膜中占有很重要的地位,可以实现表面结构设计、表面高功能化等复杂的设计[17]。聚脲分子链之间存在有氢键,这一特点赋予了聚脲在成膜方面的优良特性,使之均匀有序地聚合,形成致密的聚脲层[18]。聚脲的成膜方法有预先聚合涂覆成膜[19]、液态条件下喷涂反应成膜(如SPUA技术)、气相沉积聚合(VDP)等。VDP方法是将反应组分加热气化,在某种程度真空度下沉积于温度相对较低的样品之上并聚合成膜。

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