Властивості полімочевини

В даний час в світі розроблено і проводиться значна кількість різноманітних полімочевиних систем, для конкретних областей застосування. Тим не менше, всі вони мають типові для полімочевинних систем властивості:

Ні матеріал покриття, будь то сталь, бетон, дерево або поліуретанова піна, ні температура і вологість не є перешкодою для нанесення покриття з полімочевини. Основна причина нечутливості до вологості, так і навколишнього повітря криється в швидкій реакції, що зазвичай не перевищує 5-15 секунд. Унікальні експлуатаційні характеристики, такі як висока межа міцності, зносостійкість, довговічність при збереженні всіх фізико-механічних і хімічних властивостей, широкий діапазон робочих температур, висока екологічність, обумовлена ​​відсутністю в складі легких розчинників і канцерогенних домішок, хімічна, корозійна і абразивна стійкість, чудова адгезія та ін в поєднанні з можливістю створення покриттів з наперед заданими властивостями і прекрасним зовнішнім виглядом роблять полімочевини одним з найперспективніших еластомерів з найширшою сферою можливого застосування.

На перший погляд створення полімочевинних покриттів може здатися фантастикою. Легкість нанесення покриття, що представляє собою просте розпорошення оператором під тиском 150-250 атмосфер якоїсь рідкої субстанції, здатна вразити навіть досвідченого споживача. Всього лише через 6 секунд після напилення рідка субстанція, що є сумішшю компонентів «А» і «Б», розігрітих до 60-80 градусів Цельсія, перетворюється на пружну мембрану, що нагадує гуму, а ще через кілька секунд готове покриття вже здатне витримати пішохідні навантаження .

Можливість нанесення на конструкції будь-якої форми і з будь-якого матеріалу з утворенням безшовної однорідної мембрани, здатність до самозгасання, електроізоляційні властивості, хімічна інертність і багато інших переваг не тільки виділили цей дивовижний матеріал з ряду традиційно використовувалися полімерних покриттів, але і зробили його практично незамінним у вирішенні проблем пов'язаних з корозією, зносом, гідроізоляцією. Важливий і економічний чинник. Незважаючи на високу вартість обладнання та сировини, загальні витрати на створення полімочевинних покриттів майже на 20% нижче, ніж традиційних еластомерних покриттів, що пояснюється сукупністю наступних факторів - більш швидким часом нанесення і затвердіння покриття, а також тривалим, на кілька порядків довшим чим в конкурентів часом експлуатації.

Покриття з полімочевини незамінні там, де потрібна висока швидкість виконання робіт: ремонту покрівель, судів, прибережних споруд і т. д. Велика частина покриттів з поліуретану або епоксидної смоли бувають готові до використання лише через 24-48 годин, що пояснює зростаючу популярність полімочевинних еластомерів , повністю затверділих і готових до експлуатації практично через кілька хвилин після нанесення. Швидкий час реакції дає можливість наносити покриття на стелі і вертикальні поверхні, без патьоків і деформацій. На швидкість затвердіння майже не впливає температурний фактор, затвердіння (хоча і з дещо зниженою швидкістю) протікає навіть при температурах до мінус 40 градусів Цельсія, чого не можна сказати про аналогічні реакції інших хімічних сполук. Експлуатаційні характеристики полімеру не залежать ні від вологості матеріалу основи в момент реакції, ні від вологості атмосферного повітря.

Традиційні ж полімерні покриття в більшості своїй дуже залежні від вологості, що підвищує роль сезонного чинника при їх використанні, наприклад, у будівництві. Реакція ізоціонатного компонента з вологою при нанесенні, наприклад, поліуретанових покриттів, призводить до виділення вуглекислого газу, що є причиною спінювання покриття. При вологості основи більше 5% поліуретанові покриття утворюють бульбашки, що поряд з температурою, є обмежуючим фактором для застосування поліуретанових та інших традиційних полімерних систем. Нечутливість до вологості полімочевинних еластомерів стала причиною високої затребуваності покриттів з полімочевини в регіонах з вологим кліматом. Тут потрібно зауважити, що нанесення полімочевини на надмірно вологу основу може бути причиною низької адгезії, що знижує якість і надійність покриття. Тому, незважаючи на рекламу, що часто зображає нанесення полімочевини на сильно зволожену або обледенілу основу, без будь-якої попередньої підготовки, беззастережно довіряти такій рекламі все ж таки не рекомендується.

Швидкий час реагування компонентів полімочевини зробив її поширеним покриттям для сталевих трубопроводів. Так, наприклад, полімочевина була використана в якості захисного покриття трубопроводу Штату Аляска, що не тільки прискорило роботи, а й мінімізувало витрати на його обслуговування, як трудові, так і матеріальні.

Готові покриття з полімочевини відрізняються винятковою надійністю і довговічністю. Термін служби полімочевинних покриттів відповідає, як мінімум, 45-50 рокам. До такого висновку прийшли дослідники властивостей полімочевини на основі, так званого, розрахункового методу, оскільки це відносно нова технологія і навіть самим «старим» на сьогоднішній день покриттях не більше 20 років. Метод полягав у приміщенні реального об'єкта, покритого шаром полімочевини, в морську воду на 3800 годин і подальшого порівняння з еталонним зразком. Кожні 2000 годин знаходження в морській воді прирівнювалися до 20 років експлуатації з урахуванням збереження властивостей покриття. Досвідчені об'єкти показали майже 80-ти відсоткову стабільність, що і дозволило розрахувати передбачуваний термін служби Полімочевини еластомеру. Слід зауважити, що адгезія між полімочевиною і сталевою основою випробуваного зразка не знизилася.

Цей же метод використовувався для випробувань полімочевини на вплив різних температур і ультрафіолету. Необхідно відзначити, що результати проведених випробувань відносяться до «ароматичної» Полімочевини.
При тестуванні же зразків «алфатичної» полімочевини час витримки в морській воді і під ультрафіолетовим випромінюванням становив 6000 годин. Стабільність покриття в результаті випробувань склала 90%.
Полімочевинні покриття з «аліфатичної» полімочевини, розраховані на застосування в якості оздоблювального матеріалу автомобільних салонів, що зумовило такі їх властивості як велика еластичність і нижча твердість, за результатами випробувань показали ресурс не менше 20 років, на відміну від аналогічних покриттів з ПВХ, що розтріскуються вже через 5-8 років використання.

Тестові дослідження полімочевинних покриттів призвели до цікавого висновку, що стосується внутрішньої структури полімочевини. На відміну від поліуретанів, мають кристалічну внутрішню структуру, Полімочевинні системи є аморфними, так само як, наприклад, епоксидні суміші. Однак на відміну від них, на температурному графіку реакції полімочевини відсутня точка затвердіння, яка є найбільш уразливим фактором більшості смол. Температурний графік полімочевини містить дві інші прикордонні точки: Тм-точку затвердіння найбільш м'якої області в досліджуваному зразку і Тт-точку плавлення самої твердої області. Реальні експлуатаційні характеристики еластомеру укладені якраз між двома цими точками, що відповідає діапазону температур від -60 ° С до 260 ° С. Однак вихід за межі цих значень не супроводжується обов'язковим зниженням міцності і зміною інших характеристик. Сучасними методами дослідження встановлено, що при температурах нижче мінімальної межі відбувається лише незначне зміцнювання матеріалу, а перевищення верхньої межі призводить до збільшення пластичності еластомеру.

Властивості чистої полімочевини визначаються її хімічною структурою, яка представляє собою полімерний ланцюг олігомерних гнучких і жорстких блоків. Широкий спектр властивостей полімочевини обумовлений структурованим чергуванням блоків, різних за своєю природою. Гнучкі блоки в Полімочевини представлені олігомерними ефіргліколями, а жорсткі - уретановими і сечовини угрупованнями, а також ароматичними ядрами, які є складовими частинами ди-ізоціанатів і подовжувачів ланцюга. Загальна маса поліефірних складових, що визначають гнучкість і деякі інші властивості готового полімеру, варіюється в межах 50-80% від маси кінцевого продукту. Використання в реакції утворення полімочевини ароматичних ди-ізоціанатів є більш кращим через їх більшу активність  і меншу токсичність в порівнянні з аліфатичними. Але у «ароматичних» Полімочевин, як ми вже говорили, є недолік, який обмежує області їх застосування. Це чутливість до ультрафіолетового випромінювання, яка пояснюється наявністю в їх складі, так званих, ауксохромних груп. Зовні це виражається в пожовтінні покриття, що не дозволяє використовувати даний вид полімочевини в місцях, де естетична складова важлива, наприклад, для оздоблення фасадів будівель. Аліфатичні ж полімочевини стійкі до вигорання. Введення до складу ароматичної полімочевини таких добавок як, наприклад, мідна або алюмінієва пудра, збільшує її УФ стійкість. Зрозуміло, що вартість УФ стійких Полімочевин, відповідно, вище.

Неважко зробити висновок, що саме молекулярну будову полімочевини, її хімічна структура є основоположним чинником унікальних властивостей покриттів з полімочевини: повної екологічності, хімічної стійкості, високому опору на стирання, мінімальній проникності для рідких і газоподібних середовищ, широкому діапазону робочих температур. Поєднання неперевершеною міцності покриття з високим відносним подовженням запобігає утворенню тріщин на готовому покритті, що робить її чудовим матеріалом для захисту від абразивного впливу. Наочним прикладом високої абразивної стійкості покриттів можуть служити палуби американських авіаносців, вкриті захисною плівкою з полімочевини для мінімізації ступеня зносу при контакті з літаковими шасі. Все це з повним правом дозволяє визнати Полімочевини найбільш перспективним товстошаровим захисним плівковим покриттям, покриттям 21 століття.

Узагальнюючи вищесказане, можна сказати, що полімочевина незамінна у випадках, коли необхідні:
•-використання в жорстких умовах підвищеної вологості та / або при низьких температурах;
•-швидкий час затвердіння;
•-виняткова стійкість на стирання (зносостійкість);
•-одержання еластичних, повністю непроникних мембранних покриттів;
•-одержання товстошарового покриття за один прохід.