La poliurea es un tipo de elastómero que se deriva del producto de reacción de un componente de isocianato y un componente de amina . El isocianato puede ser de naturaleza aromática o alifática . Puede ser un monómero , un polímero o cualquier reacción variante de isocianatos, un 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 formada por resinas poliméricas terminadas en amina y/o extensores de cadena terminados en amina. Las resinas poliméricas terminadas en amina no tienen ninguna fracción hidroxilo intencional. Cualquier hidroxilo es el resultado de una conversión incompleta a 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 resinas no contiene un catalizador . Esto se debe a que la reacción entre un isocianato y una amina es extremadamente rápida y, por lo tanto, no necesita catálisis.
La palabra poliurea se deriva de las palabras griegas πολυ- - poly- que significa "muchos"; y ουρίας - oûron que significa "orinar" (en referencia 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 de 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 atrás una amina. Esta amina luego reacciona con otro grupo isocianato para formar el enlace de poliurea. Esta reacción de dos pasos se utiliza para hacer lo que comúnmente, pero incorrectamente, se llama espuma de poliuretano. El dióxido de carbono que se libera en esta reacción es el principal agente espumante, especialmente en muchas espumas de poliuretano, que más precisamente deberían llamarse espumas de poliuretano/urea.
La poliurea y el poliuretano son copolímeros utilizados en la fabricación del spandex , que se inventó en 1959.
La poliurea se desarrolló originalmente en aplicaciones automotrices en la década de 1980 [2] [3], pero luego se le agregaron otras aplicaciones, como la protección de los bordes de las mesas. [4] Su rápida reactividad y relativa insensibilidad a la humedad la hicieron útil para recubrimientos en proyectos de gran superficie, como contención secundaria, recubrimientos de pozos y túneles, revestimientos de tanques y revestimientos de cajas de camiones. Se obtiene una excelente adhesión al hormigón y al acero con la imprimación y el tratamiento de superficie adecuados. También se pueden usar para moldeo por aspersión y blindaje. [5] Algunas poliureas alcanzan resistencias de 40 MPa (6000 psi) de tracción y más del 500 % de elongación, lo que las convierte en un recubrimiento resistente. El rápido tiempo de curado permite aplicar muchas capas rápidamente. La alta resistencia, resistencia al impacto y a la abrasión de los recubrimientos de poliurea es una razón clave para su uso. [6]
En 2014, se demostró que un material a base de elastómero de poliurea es autorreparador y se fusiona después de ser cortado por la mitad. El material también incluye compuestos económicos disponibles comercialmente. Las moléculas de elastómero se modificaron, haciendo que los enlaces entre ellas sean más largos. Las moléculas resultantes son más fáciles de separar unas de otras y tienen mayor capacidad para volver a unirse a temperatura ambiente con casi la misma fuerza. La unión se puede repetir. Las pinturas y otros revestimientos elásticos y autorreparadores dieron recientemente un paso más hacia su uso común, gracias a una investigación que se está llevando a cabo en la Universidad de Illinois. Los científicos han utilizado componentes "listos para usar" para crear un polímero que se vuelve a unir después de ser cortado por la mitad, sin la adición de otros productos químicos. [7] [8]
La poliurea se ha convertido en la solución preferida a largo plazo para las embarcaciones estrechas . El revestimiento tradicional con betún, conocido como "blacking", está siendo reemplazado por la práctica de utilizar revestimientos de poliurea. La ventaja más clara es que no es necesario volver a aplicar una capa cada 3 o 4 años. Se cree que los revestimientos de poliurea duran entre 25 y 30 años. [9]
Las marcas comerciales de poliurea incluyen Line-X, GLS 100R y Pentens SPU-1000, por nombrar algunas. [10] [11] [12] Existen múltiples formulaciones posibles de poliurea. La Asociación de Desarrollo de Poliurea es una asociación comercial que representa los intereses de los fabricantes de revestimientos de poliurea. [13] [14]
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