Subcribe

Новости строительства

Добавь наш новостной виджет!
добавить на Яндекс Add to Google

На севере Москвы завершается строительство храма Сергия Радонежского

На севере Москвы завершается строительство храма Сергия Радонежского

30.06.2017 07:20:19

В Северном округе Москвы на Ходынском поле завершаются работы по вводу в эксплуатацию храма Сергия Радонежского. Об этом сообщил куратор программы строительства православных церквей в столице, депутат Госдумы РФ Владимир Ресин.

Правительство может принять закон о дистанционном оказании медпомощи пациентам

Правительство может принять закон о дистанционном оказании медпомощи пациентам

30.06.2017 07:18:50

Комитет Государственной Думы РФ по охране здоровья рекомендовал нижней палате принять в первом чтении законопроект о телемедицине, предусматривающий оказание медицинской помощи дистанционно.

На Гатчине ищут подрядчика для строительства распределительного газопровода

На Гатчине ищут подрядчика для строительства распределительного газопровода

30.06.2017 07:17:08

В городе Вырице Гатчинского района Ленинградской области объявлен конкурс на поиск подрядчика для строительства распределительного газопровода. Стартовая стоимость аукциона оценена в 38,8 миллионов рублей.

На строительство дорог Казахстана направят почти 3 миллиарда долларов

На строительство дорог Казахстана направят почти 3 миллиарда долларов

30.06.2017 07:15:35

В текущем году на развитие дорожной инфраструктуры Казахстана будет направлено 1,8 млрд долларов заемных средств и 1,1 млрд долларов собственных средств. Об этом сообщил председатель Комитета автомобильных дорог Министерства по инвестициям и развитию Республики Казахстан Мереке Пшембаев.

Космический лифт станет настоящим прорывом для человечества

Космический лифт станет настоящим прорывом для человечества

30.06.2017 07:13:41

По словам мировых ученых, идея строительства лифта в Космос уже не выглядит как фантастическая. Благодаря технологическому прогрессу данный проект можно будет воплотить в жизнь к 2050 году.

Все новости

Популярные темы:









     печать

ПОЛИМОЧЕВИНА — защитное покрытие 21 века

Полимочевина — синтетический эластичный полимер (эластомер) содержащие в главной цепи фрагменты мочевины -NH-CO-NH- (происхождение названия). Полимочевина явилась продолжением развития полиуретановых эластомеров, в общем, строго говоря, полимочевина является разновидностью полиуретановых систем, однако уникальные свойства данного эластомера ставят его на новую ступень эволюции в мире полимерных материалов. Полимочевину, иногда, называют полиурия (с английского Polyurea), а, так же, поликарбамидом или поликарбомидным покрытием.

Так чем же так хороша полимочевина?

изоляция полимочевинойПрежде, чем поговорить об уникальных свойствах поликарбамидных покрытий, окунемся немного в историю развития полиуретанов. Рождением полиуретана считается 1937г., когда впервые был получен вспененый полиуретан (ППУ) Отто Байером — выдающимся немецким химиком. Отто Баейр является всего лишь однофамильцем создателей всемирно известного химического концерна Байер (BAYER), хотя позже стал ведущим сотрудником компании и в честь него компанией Байер учреждена награда — медаль Отто Байера за вклад в научные разработки компании. Такой чести Отто Байер удостоен благодаря огромному вкладу в развитие полиуретановых систем.Справедливости ради надо вспомнить и Карозерса — выдающегося американского химика-органика, исследования которого в области синтеза полиамидов, стали отправной точкой в работах Байера.  Карозерсу и его группе принадлежат открытия первых полиэфиров — полиэстера, а так же, таких известных полиамидов, как: нейлон и неопрен. Перспективы применения полиуретанов, как эластичных, так и вспененных, призванных прийти на смену стали, каучуку и пробке во время войны, подкрепленные научными экспериментами дали толчок в развитии полиуретанов, после чего химия полимеров развивалась бурными темпами. Все ведущие химические концерны стали участниками гонки развития полиуретановых систем. Были синтезированы тысячи полиуретановых систем с различными уникальными свойствами. Как уже было сказано, первоначально полимочевину относили к классу полиуретанов и лишь в последнее десятилетие  поликарбамиды выделили в отдельный класс за уникальные физико-механические свойства данного полимера.

Полимочевину, в том виде в котором она в настоящее время присутствует на рынке, разработала  компания Texaco Chemical (позднее вошла в состав Huntsman). Технология получения полиуретанов методом напыления  (распылительного нанесения) развилась в последние 20 лет, что является одним из последних достижений в области получения промышленных полиуретановых покрытий. Именно стремительное развитие технологии напыления способствовала одновременному развитию полимочевины, поскольку специфические свойства полимочевины: высокая реакционная способность, отсутствие доступных растворителей не позволяли применять полимер другими способами нанесения.

изоляция подвалаС появлением распылительного оборудования высокого давления GRACO (USA) началось промышленное использование поликарбамидных покрытий, что позволило усовершенствовать полимер и справиться с рядом проблем связанных с  адгезией покрытия с  поверхностью, а так же с равномерным растеканием  эластомера в процессе полимеризации.

Каковы же свойства полимочевины, как защитного покрытия, насколько они уникальны и насколько универсальны в применении, что практически все химические концерны мира включились в разработку столь не дешевого защитного покрытия?

Полимочевинные защитные покрытия характеризуются рядом высоких физико-механических показателей, выделяющих их среди других пленкообразующих полимеров таких как: эпоксид, полиэфир, акрил, каучук и др. Это достигается благодаря сочетанию конечных потребительских свойств (высокая твердость, гибкость, эластичность, сопротивление на: раздир, разрыв, истирание и прочность при растяжении, сжатие; с превосходной адгезией к любым поверхностям, химическая и биологическая стойкость в совокупности с самой низкой паропроницаемостью, высокие диэлектрические показатели) поликарбамида с одновременными с технологическими (прикладными) свойствами (высокая скорость полимеризации, отсутствие температурной зависимости, зависимости к влаге). Никакие другие полимеры, способные при нанесении на поверхность образовывать бесшовную пленку не могут конкурировать со столь высокими показателями, которыми обладает полимочевина. Именно столь исключительные свойства поликарбамидов открывают дверь в столь широкое применении полимера 21 века, как защитного покрытия 21 века.

Какова природа полимочевины, откуда берутся столь высокие потребительские свойства и в чем специфика нанесения полимерных покрытий на основе поликарбамидов?

полимочевинное покрытиеПрежде, чем ответить на поставленные вопросы ознакомимся с химической природой полимера. Здесь стоит вспомнить о происхождении полимочевины из полиуретановых покрытий. На сегодняшний день полимочевинные составы разделяют на чистую полимочевину и гибридную полимочевину. Такое деление произошло не случайно. Компоненты чистой полимочевины стоят значительно дороже полиуретанновых систем, а зачастую столь высокие  потребительские и технологические свойства, которыми обладает чистая полимочевина ни к чему. В целом, если рассматривать только потребительские качества, то компромисс цена/качество будет на стороне полиуретановых систем. Однако, технологические свойства (ограничения) парой не позволяют получать качественные полиуретановые защитные покрытия.

В некоторых случаях технологические условия  позволяют использовать смеси, так называемые гибридные полимочевинные составы. Они более экономичны, но накладывающие некоторые ограничения при нанесении этих составов. Причем чем меньше полимочевины и больше полиуретана, тем больше ограничений накидывается в технологических процесс. Связанно это с специфической особенностью полиуретанов взаимодействовать с водой (водяным паром в воздухе).  Такое поведение полиуретанового полимера обусловлено конкуренцией между водой и гидроксильными группами полиолами в реакции между ОН-группой и изоцианатной группой, что делает содержание влаги окружающей среды (влага в воздухе и поверхности)  ограничивающими факторами для полиуретанов.

В гибридных системах чувствительность к влажности воздуха снижается, что расширяет круг их применяемости, однако гибридные полимочевинные системы все таки более чувствительны к влажности оснований и температурному режиму, поскольку наличие катализаторов в таких системах ставят технологический процесс в зависимость от температурно-влажностного режима, благодаря высокой химической реакционной способностью. Кроме того, катализированная реакция между полиолом и изоцианатом ведет себя по-другому, чем реакция между амином и изоцианатом, при изменении рабочей температуры, что делает гибридную систему менее устойчивой.

чистая полимочевина Таким образом, чистая полимочевина обладает бесспорными преимуществами перед гибридами, в так называемых, «полевых условиях» или экстремальных условиях (низкие температуры, высокая влажность), в то время как полиуретановые системы экономичны в производственных условиях.Свойства чистой полимочевины объясняются природой химической структуры полимера. Специфика структуры поликабамидных покрытий определяется участием в построении полимерной цепи олигомерных блоков различной природы и гибкости. Таким образом, полимочевина представляет собой   блок-полимер, в котором чередуются гибкие и жесткие блоки.

Структурированное чередование блоков различной природы позволяет получать материалы со всей гаммой свойств. Роль гибких блоков в полимочевине играют олигомерные эфиргликоли, роль жестких – уретановые и мочевинные группировки, а также ароматические ядра, входящие в состав диизоцианатов и удлинителей цепи. Масса полиэфирных звеньев составляет 50-80 % от массы конечного продукта и определяет гибкость его цепей и многие другие свойства. Ароматические диизоцианаты более активны и менее токсичны, чем алифатические, но последние вследствие отсутствия ауксохромных групп образуют полимочевины более УФ стойкие. В целом любая полимочевина УФ стойка, однако ароматические теряют цветной пигмент, желтея под длительным воздействием ультрафиолета. Алифатические полимочевины сохраняют стойкость цветного пигмента к выгоранию, под воздействием УФ.

Некоторые производители вводят в ароматические полимочевины добавки (например медную или алюминиевую пудру), что препятсвует выгоранию цветного пигмента. УФ стойкие  полимочевины стоят дороже аналогичных по свойствам собратьев. Таким образом, именно химическая структура строения полимочевины придает этим толстослойным пленочным покрытиям столь искючительные свойства: высокая химическая стойкость, исключительная экологичность, непревзойденное сопротивление на истирание (износ), сверхнизкая проницаемость для жидких (в том числе водяного пара) и газообразных сред. Именно благодаря всем этим свойствами полимочевина признана защитным покрытием 21 века.

Почему же, при столь очевидных преимуществах поликарбомидных полимеров, о них так мало известно простому потребителю, что из себя представляет оборудование для нанесения полимочевины и каковы аспекты технологии нанесения защитных покрытий 21 века?

Как известно качественное смешение компонентов в многокомпонентных системах  будущих полимеров играют важную роль. В полиуретановых и полимочевинных системах смешение компонентов исключительно важный момент. Однако, с учетом высокой скорости полимеризации компонентов время на качественное смешивание просто нет. Причем чем выше реакционность системы, тем меньше времени на процесс смешения.

гидроизоляция оборудованием фирмы GracoКомпанией Graco (долгое время остававшееся монополистом на рынке оборудования для напыления ппу, полиуретановых и полимочевинных систем) и компанией Gama разработано специальное оборудование, в котором смешение предварительно согретых до нужной температуры компонентов происходит за счет соударения смешиваемых компанетов под очень высоким давлением (до 240 атмосфер) в специальной камере, из которой смешанный состав мгновенно дополнительно распыленный воздухом (как в процессе окраски) подаются на обрабатываемую поверхность.

Такое оборудование весьма дорого стоит и требует квалифицированного обращения. Оборудование для распыления полимера снабжено собственным компьютером, который позволяет устанавливать различную температуру для двух компонентов, что обеспечивает оптимальные условия смешения двух компонентов, а так же следит за процессом смешивания, останавливая процесс напыления в случае нарушения условий смешения, что гарантирует качество защитного покрытия. Индекс полимерной системы обычно сохраняют на более высоком уровне по отношению к количеству изоцианата. Это делается для того, чтобы компенсировать потери изоцианатных групп при отверждении полимера в связи с протеканием побочной реакции взаимодействия изоцианата с влагой воздуха. На рынке появилось отечественное оборудование низкого давления (5-8 атмосфер), с весьма бюджетной ценой, способное смешивать вспененные полиретаны. Конечно помимо отсутствия нужных насосов и шлангов с контролируемым подогревом, отсутствует и компьютер, как класс, со всеми вытекающими последствиями: полное отсутствие контроля качества напыления. Обусловленно это высокой потребностью в качественной теплоизоляции в условиях непрерывного роста цен на энергоносители и общей бедностью или любовью к «халяве» отечественного потребителя (подрядчика). Однако, за мнимую экономию на качестве смешения приходится платить «незаметностью» дефектов смешения  во вспененном материале. Конечный продукт страдает более выокой теплопроводностью, т. е.  недостатком по главному свойству. Обыватель  же ориентируется на толщину слоя, что является ошибкой, так как порой теплоизоляционные свойства одного и того же слоя различаются почти в два раза.

полимочевинная изоляция фонтанаК счастью, это оборудование абсолютно не способно наносить полиуретановые и полимочевинные покрытия (дефекты смешения не скрыть внутри вспененой массы), так что, пока полимочевину могут напылять лишь с достойным контролем качества конечного продукта. Может показаться, что приобретение дорогостоящего оборудования является единственным ключом на пути получения высокачественного защитного покрытия 21 века. Это не совсем так, кончено, аппараты высокого давления явяляются необходиммы, но не достаточным условием получения качественного результата.  На первый взгляд полимочевинные распыляемые покрытия наносятся очень легко: полимочевина быстро отверждается, покрытия готовы выполнять свою роль практически сразу после нанесения на поверхности, композиции на основе полимочевин практически не чувствительны к воде и температуре. Однако, применение покрытий на основе поликарбамида связано с некоторыми проблемами, что обусловлено ошибочными подходами в технологии напыления. Эти проблемы связаны в первую очередь с отсутствием достаточного опыта, а также неправильной эксплуатации оборудования, необходимого для этой технологии. Проблемы могут возникнуть в низкой адгезии к основанию, в недостаточном растекании по поверхности (что приводит либо к перерасходу материала, либо наличию дефектов: слишком тонких мест, кратеров), плохое качество покрытия. Другая часть проблем связана с межслойной адгезией полимочевинных покрытий. Стоимость технологии напыления полимочевинных покрытий также является серьезным барьером на пути этой технологии к рынку. Сырье для полимочевин являются более дорогими по сравнению с другими полимерными материалами, начальные инвестиции в оборудование также являются довольно большими. Однако, если учитывать время достижения полимером эксплутационных свойств и возможность его использования в тех случаях, когда невозможно применять другие полимеры, поликабамид становится конкурентоспособным.

В каких областях применяется напыление полимочевины, на какие поверхности напыляют поликабамид, в каких целях применяют защитное покрытие 21 века?

В первую очередь полимочевина нашла свое применение в нефте-газовой отрасли, где к защитным покрытиям предявляют самые высокие требования. Широкое распространение полимочевина получила в портовых сооружениях и на судах в силу наилучший стойкости к морской воде. Так же полимочевина востребованна в качестве первичных и вторичных защитных покрытий на производства химической и пищевой промышленности и в местах, где требуется исключительная химическая и биологическая стойкость, а так же высокая экологичность. В общестроительных работах полимочевина используется, как превосходная гидроизоляция.

Иногда полимочевину используют для декоротивно-отделочных работ в архитектуре и моделировании, для получения долговечных и износостойких покрытий. Полимочевину наносят практически на  любые материалы: бетонные и железные конструкции, пластиковые и полимерные, вспененные материалы и т. д. Объектами напыления полимочевины становятся: трубопроводы, резервуары, пирсы, причалы, мосты, тунели, дороги, полы, кровли, аквапарки, парковки и т. д. Цели применения полимочевины  или назначение покрытий очень разнообразно.

Это: отделочные, декоративные, защитные, гидроизоляционные, звукоизоляционные, пароизоляционные, антикоррозионные, абразивостойкие (износостойкие), травмобезопастные, ремонтные, химстойкие, ударопрочные и др. покрытия.

Насколько разнообразны полимочевинные покрытия по своей структуре, от чего зависят те или иные свойства защитного состава 21 века?

защитное полимочевинное покрытиеКак уже было сказано применение полимочевины весьма разнообразно. Производители полимочевиных систем предлагают широкий спектр компонентов с различными свойствами. Все выше перечисленные уникальные свойства присущи всем поликарбомидным покрытиям. Однако определенные свойства могут быть усилены или изменены в необходимую сторону. Выявление взаимосвязи между составом, условиями синтеза, строением и свойствами создает предпосылки для направленного изменения свойств полимочевин. На протекание процесса формирования покрытий и физической структуры полимерной сетки оказывают влияние многие факторы: химическое строение и реакционная способность исходных компонентов, молекулярный вес и функциональность олигомеров и полиизоцианатов, соотношение и концентрация реакционных групп, температурный режим полимеризации. 

Есть покрытия, которые более огнестойки или более химстойкие, есть покрытия более УФ стойкие или более эластичные, есть покрытия большей прочностью на разрыв и т. д. Задача специалиста подобрать систему полимочевинных компонентов, которая обеспечила бы весь спектр необходимых свойств максимально экономично. Справедливости ради надо сказать, что задача эта весьма сложная поскольку требует специфических знаний и огромного опыта, и уж точно не сводится к поиску самого дешевого сырья, т. к. в конечном счете толщина покрытия так же важна с экономической точки зрения и напрямую участвует в защитных свойствах покрытия.

В заключении хотелось бы отметить, что технология нанесения защитных покрытий на основе полимочевины отличается от других методов нанесения покрытий и может быть использована там, где невозможно применение других систем. Высокая скорость полимеризации позволяет использовать эти покрытия в тех случаях, когда обустройство защитного покрытия должно быть произведено в очень короткий промежуток времени. Реакция между изоцианатом и водой не оказывает влияния на физические свойства наносимого покрытия, что позволяет наносить полимочевину и в условиях высокой влажности, а значит, нет необходимости придерживаться строгих ограничений по отношению к содержанию влаги в основании, как в случае с полиуретанами. Отверждение полимочевинных покрытий может протекать при таких температурах, при которых эта реакция не протекает для полимерных соединений.

Таким образом, правильный подбор исходных компанентов, грамотная эксплуатация оборудование (с нужными настройками с учетов выбранных компонентов и условий нанесений) и пользование услугами высококвалифицированных операторов, обеспечивают надежность и долговечность полимерных покрытий на основе полимочевин, напыляемых в самых жестких условиях.

Просмотров: 24584