La poliurea es un tipo de elastómero que se deriva del producto de reacción de un componente isocianato y un componente amina . El isocianato puede ser de naturaleza aromática o alifática . Puede ser un monómero , un polímero o cualquier variante de reacción 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 compuesta de resinas poliméricas terminadas en amina y/o extensores de cadena terminados en amina. Las resinas poliméricas terminadas en amina no tienen ningún resto hidroxilo intencional . Cualquier hidroxilo es el resultado de una conversión incompleta a las resinas poliméricas terminadas en amina. La mezcla de resina 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 resina no contiene uno o más catalizadores .
La palabra poliurea se deriva de las palabras griegas πολυ- - poli- 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 amino (–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 una amina. Luego, esta amina reacciona con otro grupo isocianato para formar el enlace de poliurea. Esta reacción de dos pasos se utiliza para producir lo que comúnmente, pero incorrectamente, se llama espuma de poliuretano. El dióxido de carbono que se libera en esta reacción es el principal agente soplador (espumante), especialmente en muchas espumas de poliuretano, que más precisamente deberían denominarse 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 le siguieron otras aplicaciones, como la protección de los bordes de las mesas. [4] Su rápida reactividad y relativa insensibilidad a la humedad lo hicieron útil para recubrimientos en proyectos de grandes superficies, como contención secundaria, recubrimientos de bocas de acceso y túneles, revestimientos de tanques y revestimientos de plataformas de camiones. Se obtiene una excelente adherencia al hormigón y al acero con la imprimación y el tratamiento superficial adecuados. También se pueden utilizar para moldeo por pulverización y armaduras. [5] Algunas poliureas alcanzan resistencias de tracción de 40 MPa (6000 psi) y más del 500% de alargamiento, lo que las convierte en un recubrimiento resistente. El rápido tiempo de curado permite que se acumulen muchas capas rápidamente. La alta resistencia y la alta resistencia al impacto 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 se autocuraba y se fusionaba después de cortarlo 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 pueden volver a unirse mejor a temperatura ambiente con casi la misma fuerza. El reencolado se puede repetir. Recientemente, las pinturas elásticas y autocurativas y otros recubrimientos se acercaron un paso más al uso común, gracias a una investigación realizada en la Universidad de Illinois. Los científicos han utilizado componentes "disponibles en el mercado" para crear un polímero que se vuelve a fusionar después de cortarlo por la mitad, sin agregar otros químicos. [7] [8]
La poliurea se ha convertido en la solución preferida a largo plazo para las embarcaciones estrechas . El tradicional recubrimiento con betún, conocido como “blacking”, está siendo sustituido por la práctica de recubrimientos con poliurea. La ventaja más clara es que no es necesario volver a aplicar una capa cada 3-4 años. Se cree que los recubrimientos 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 recubrimientos de poliurea. [13] [14]
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