Полимочевины

Полимочевины (поликарбамиды) — синтетические полимеры, содержащие в главной цепи фрагменты мочевины -NH-CO-NH- и получаемые переамидированием мочевины алифатическими диаминами либо сополимеризацией диизоцианатов с олигомерными ди- или полиаминами (поэтому термин не применяется по отношению к мочевино-формальдегидным смолам, синтезируемым поликонденсацией мочевины и формальдегида). Полимочевины структурно сходны с полиуретанами, синтезируемыми сополимеризацией диизоцианатов с полиолами и, подобно полиуретанам, являются эластомерами.

Синтез и свойства

Первым поликарбамидным полимером, синтезируемым в промышленных масштабах, стала полинонаметиленмочевина, получаемая переамидированием мочевины нонаметилендавином:

H₂N(CH₂)NH₂ + H₂NCONH₂ $\to$ (-(CH₂)NHCONH-)_n + NH₃

Этот эластомер начал производиться японской компанией Toyo Koatsu (подразделение Mitsui Chemicals), выпустившей в начале 1960-х на его основе синтетическое волокно урилон (англ. urylon)^[1].

Полимочевины также синтезируют поликонденсацией диизоцианатов с олигомерами — полиаминами:

OCN-R-NCO + H₂N-R'-NH₂ $\to$ (-CONHR-NHCONH-R'-NH-)_n

В качестве изоцианатной компоненты реакционной смеси используются как ароматические (4,4'-дифенилметандиизоцианат), так и алифатические (изофорондиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, а также его димер и тример) диизоцианаты.

В качестве аминной компоненты используются алифатические ди- и полиамины на основе алифатических простых олигомерных полиэфиров, чаще всего — полипропиленоксиддиамина [H₂N(-CH(CH₃)CH₂O-)_n]₂R. В олигомерную полиаминную смесь в качестве модификаторов времени отвержения^{[неизвестный термин]} добавляют также мономерные ароматические диамины — как первичные (например, изомерные диамино-3,5-диэтилтоуолы), так и вторичные (N,N'-алкил-4,4'-дифенилметаны).

Гидролиз изоцианатов с выделением углекислоты

Поскольку амины являются более сильными нуклеофилами, чем спирты, то скорость реакции образования полимочевин значительно выше, чем полиуретанов, что обеспечивает, с одной стороны, быстрое отвержение покрытий на их основе, но, с другой стороны, требует более сложного технологического оформления процесса формовки изделий из них.

Другой особенностью полимочевин, обусловленной большей, по сравнению с водой, нуклеофильностью аминов, является меньшая, по сравнению с полиуретанами, чувствительность процесса к влаге и, соответственно, меньшее вспенивание композизии из-за выделения CO₂ при гидролизе изоцианата.

Применение

Наибольшее применение полимочевины нашли в качестве основы для быстрозатвердевающих эластомерных покрытий, при этом изоцианатный и аминный компоненты, подающиеся дозирующими насосами, смешиваются непосредственно в распылителе и реакционная смесь наносится на поверхность, где и происходит полимеризация.

Для формирования монолитных изделий из полимочевин используется реакционно-литьевое формование (англ. Reaction Injection Molding, RIM), при котором изоцианатный и полиаминный компоненты смешиваются непосредственно перед впрыском в форму.

См. также

• Полиуретаны
• Полимочевина Полишилд SS-100

Ссылки

• Dudley J. Primeaux II Polyurea Elastomer Technology: History, Chemistry & Basic Formulating Techniques // polyurea.com

1. ↑ рекламное объявление Better chemicals for a better life. // The Review of Physical Chemistry of Japan. vol. 31 No2 (1961)

Связать^?

На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.