در میان مواد پلیمری، برخی خواص مهندسی خاصی دارند. در این گروه که به پلیمرهای مهندسی معروف هستند، پلیمرهای مقاوم در برابر حرارت جایگاه ویژه‌ای را به خود اختصاص داده‌اند.
پلی‌اوره‌ها
از نظر ساختاری اوره همانند دی‌آمیدی است که از اسیدکربونیک مشتق شده است. پلی‌اوره‌ها در گروه ترکیبات درشت مولکول ناجور زنجیر که ساختار آنها شامل گروه اوره‌ای است، دسته‌بندی می‌شوند. پلی‌اوره‌های خطی محصولات تراکمی ترموپلاستیک یا ساختارهای آروماتیکی و آلیفاتیکی هستند.
ساختار پلی‌اوره خطی (R گروه آریل یا آلکیل است)
در پلی‌اوره‌ها یا کوپلیمرهای شامل ساختارهای آلیفاتیکی اختلاف بین نقطه ذوب و شروع تخریب ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است. این دسته از مواد برای قالب‌گیری استفاده می‌شوند. پلی‌اوره‌های آروماتیکی دمای ذوب و تخریب نزدیک به هم دارند. این دسته از مواد در بعضی حلال های آلی قابل حل هستند و در تهیه لاک‌ها، لعاب و روکش‌ها به کار می‌روند.
ساختار قطبی پلی‌اوره باعث می‌شود که نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی‌ایمیدهای مربوطه داشته باشند زیرا انسجام (چسبندگی) مولکول‌ها در آنها بیش‌تر است. پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آروماتیک دارند. برای ساختارهای آلیفاتیک دمای انتقال شیشه‌ای زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و برای پلی‌اوره‌های آروماتیک بالای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است. پلی‌اوره‌ها با داشتن ساختار قطبی در حلال‌های آلی کمتر حل می‌شوند. پلی‌اوره آلیفاتیک در حلال هایی نظیر فنل، کرزول و اسید استیک قابل حل هستند؛ اما پلی‌اوره‌های آروماتیک در حلال‌های قطبی غیر پروتونی نظیر دی‌متیل‌فرمامید و N-متیل‌پیرولیدون قابل حل هستند.
پلی‌اوره‌ها پایداری حرارتی بالاتری نسبت به اوره‌ها و پایداری حرارتی پایین‌تری نسبت به پلی‌آمیدها دارند. پایداری حرارتی گروه اوره‌ای به فاز آن در دمای حرارتی وابسته است. برای مثال پلی‌هگزامتیلن‌اوره با نقطه ذوب ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد را می‌توان تا دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد بدون تخریب حرارت داد. پلی‌اوره‌ها در برابر هیدرولیز تحت شرایط اسیدی و بازی پایداری شیمیایی خوبی دارند.
کاربرد پلی‌اوره‌ها بسیار متنوع است. از پلی‌اوره‌ها در میکروکپسوله کردن علف‌کش‌ها، جوهرها، رنگ‌دانه‌ها، و داروها استفاده می‌شود. پلی‌اوره‌های شامل گروه کربوکسیلیک و سولفونیک، پلی‌الکترولیت‌هایی با خصوصیات آب‌دوستی و بافری هستند و به عنوان تعویض‌گر و یا مبدل یونی عمل می‌کنند که برای زدودن قیر، روغن و مواد دیگر از آب زائد از راه شناورسازی به کار می‌روند. همچنین از آنها به عنوان عایق الکتریکی برای سیم‌های مسی با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر گرما و ساییدگی استفاده می‌شود.
انواع پلی‌اوره‌ها
هموپلی‌اوره‌ها، کوپلی‌اوره‌ها، پلی‌اوره‌های بلور-مایع، رزین‌های پلی‌اوره.
خواص پلی‌اوره‌ها
دمای ذوب
ساختار قطبی پلی‌اوره‌ها باعث می‌شود که نقطه ذوب بالاتری نسبت به پلی‌آمیدهای مربوطه داشته باشند زیرا انسجام (چسبندگی) مولکول در آنها بیش‌تر است. پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آلیفاتیک نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به پلی‌اوره‌های آروماتیک دارند. در پلی‌اوره‌های آلیفاتیک با افزایش گروه متیلن نقطه ذوب کاهش می‌یابد.
دمای انتقال شیشه‌ای
Tg به ساختار بستگی دارد و برای ساختارهای آلیفاتیک زیر ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و برای پلی‌اوره‌های آروماتیک بالای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد است.
حلالیت‌پذیری
پلی‌اوره‌ها به دلیل ساختار قطبی که دارند در حلال‌های آلی کمتر حل می‌شوند، پلی‌اوره‌های آلیفاتیک در حلال‌هایی نظیر فنل، کروزول، و اسید استیک قابل حل هستند، اما پلی‌اوره‌های آروماتیک در حلال‌های قطبی غیر پروتونی نظیر NMP، DMF قابل حل هستند. تقارن یا عدم تقارن مونومرهای آروماتیک در حلالیت پلی‌اوره‌ها مؤثر است.
جمع‌شدگی در طول پخت
چون شکل‌گیری پلی‌اوره‌های الاستومری بر اساس واکنش گرماسخت است، در طول پخت مقداری جمع‌شدگی خطی اتفاق می‌افتد. این انبساط/انقباض حرارتی به علت تغییرات دما نیست. مقدار کل جمع‌شدگی به ترکیبات فعال ایزوسیانات و اجزای ترکیب رزین بستگی دارد. حتی اگر سامانه‌های الاستومری، ازدیاد طولی بیش از ۲۰۰% داشته باشند، این افزایش جمع‌شدگی خطی ممکن است به حدی شدید باشد که گوشه‌ها و لبه‌های به کار گرفته شده را بپیچاند و منجر به تخریب شود. سامانه‌های الاستومری پلی‌اوره باید برای پوششها و کاربردهای مشخص، از پیش طراحی شوند.
مقاومت در برابر هوازدگی
از دیدگاه عمل‌کردی، سامانه‌های آروماتیکی پلی‌اوره مقاومت خوبی در برابر نور ماوراء بنفش دارند ولی حتی با استفاده از تثبیت‌کننده‌های نور UV و آنتی‌اکسیدان‌ها در محیط‌های بیرونی بعد از مدتی، کم‌رنگ یا بی‌رنگ می‌شوند.
سامانه‌های آلیفاتیکی پلی‌اوره، مقاومت عالی در برابر تخریب توسط اشعه ماورء بنفش دارند و برای انواع کاربردهای داخلی و بیرونی استفاده می‌شوند. با اصلاح سامانه‌های آروماتیکی و با قرار دادن ایزوسیانات‌ها یا زنجیر افزاینده‌های آلیفاتیکی، بهبود در ثبات رنگ به دست می‌آید. با این حال این پلیمرها هنوز هم ترکیبات آروماتیک در زنجیر اصلی پلیمر دارند و در عمل ثبات رنگی کاملی ندارند.
پایداری حرارتی
پلی‌اوره‌ها پایداری حرارتی بالاتری نسبت به پلی‌یورتان‌ها و پایداری حرارتی پاییین‌تری نسبت به پلی‌آمیدها دارند. پایداری حرارتی گروه اوره‌ای به فاز آن در دمای حرارتی وابسته است. برای مثال پلی‌هگزامتیلن‌اوره با نقطه ذوب ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد را می‌توان تا دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد بدون تخریب حرارت داد.
پایداری هیدرولیزی
پلی‌اوره‌ها از پایداری شیمیایی خوبی در برابر آب‌کافت تحت شرایط اسیدی و بازی برخوردارند.
کاربرد پلی‌اوره‌ها
پلی‌اوره‌ها کاربردهای متنوعی دارند. از پلی‌اوره‌ها در جوهرها، رنگ‌دانه‌ها، داروها و میکروکپسوله‌دار کردن علف‌کش‌ها و سولفونیک، پلی‌الکترولیت‌هایی با ویژگی آب‌دوستی و اثرات بافری هستند و به عنوان مبادله‌گر یونی عمل می‌کنند که برای زدودن قیر، روغن و مواد دیگر از آب زائد به طریق شناورسازی به کار می‌روند.
همچنین از آنها به عنوان عایق الکتریکی سیم‌های مسی با انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر گرما و ساییدگی استفاده می‌شود.
برای استخراج نفت از چاه‌های نفتی با تزریق پلی‌آمین و پلی‌ایزوسیانات در چاه، پلی‌اوره تولید می‌شود که در تجمع شن‌های روغنی و جلوگیری از ریزش و متورم شدن خاک رس نقش دارد. از پلیمرهای تجاری حاوی گروه اوره‌ای برای پوشش سطح استفاده می‌شود. کاربرد پلی‌اوره‌های بلورمایع در پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، پیزوالکتریک‌ها، غشاهای نفوذناپذیر، مواد دارویی و مواد مقاوم در برابر آب‌کافت گزارش شده است.
سامانه‌های دو جزئی پوشش و لایه‌نشانی پلی‌اوره‌ای جدیدترین فناوری در صنعت پوشش و لایه‌نشانی به شمار می‌روند. سامانه‌های پلی‌اوره برخی مواقع به عنوان سامانه‌های دو جزئی اصلاح شده پلی‌یورتانی توصیف شده‌اند ولی با این که هر دو سامانه برخی ویژگی‌های مشترک دارند ولی سامانه پلی‌اوره به خودی خود فناوری منحصر به فردی است.
سامانه‌های دو جزئی پلی‌اوره، همانند سامانه‌های دو جزئی پلی‌یورتان عمل کرده معمولاً در کمتر از ۳۰ ثانیه، بدون استفاده از کاتالیست پخت شده خشک می‌شوند.
سرعت خشک شدن این سامانه‌ها منجر می‌شود که در طیف گسترده‌ای از شرایط محیطی، به شکل مقاوم و یکنواخت رفتار نمایند. زمان واکنش خشک شدن تقریباً مستقل از رطوبت محیط است. سامانه‌های پلی‌اوره معمولاً فاقد حلال یا ترکیبات آلی فرار هستند.
سامانه‌های پلی‌اوره با فعالیت کاهش‌یافته، واکنش کندتر و زمان پخت قابل تنظیم و اصلاح شده در زمینه درزگیر و سامانه‌های پرکننده کاربرد پیدا کرده‌اند.
پوشش‌های الاستومر پلی‌اوره از واکنش میان جزء ایزوسیانات و جزء مخلوط رزین به دست می‌آید، ایزوسیانات‌ها می‌توانند آروماتیک یا آلیفاتیک باشند و می‌توانند مونومر، پلیمر یا هر مخلوط افزایشی از ایزوسیانات پیش‌پلیمری باشند.
پیش‌پلیمر یا پیش‌پلیمر کاذب می‌تواند از رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی یا رزین پلیمری با گروه پایانی هیدروکسیلی تشکیل شود.
مخلوط رزین باید از رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی و یا زنجیرافزاینده‌های با گروه پایانی آمینی باشد. رزین پلیمری با گروه پایانی آمینی باید فاقد هر گونه بخش هیدروکسیلی باشد. وجود عانل هیدروکسیل نتیجه تبدیل ناقص به رزین پلیمری با گروه آمینی است.
همچنین ممکن است ترکیب رزین حاوی مواد افزودنی یا اجزای پرکننده باشد، این مواد افزودنی ممکن است شامل ترکیبات هیدروکسیل‌دار همانند رنگ‌دانه‌های پیش‌پراکنده در حامل پلی‌ال باشد.
پلی‌اوره ها به عنوان ماده چند منظوره مسدودکننده و درزگیر استفاده می‌شوند. پلی‌اوره‌ها درزگیرهایی منعطف و بادوام هستند که مانع ورود هوا می‌شوند و قابل استفاده در انواع درزهای ساختمان هستند. پلی‌اوره به دلیل خاصیت ازدیاد طول زیاد و استحکام کششی بالا برای پرکردن ترک پل‌ها مناسب است. زمان پخت سریع و عدم حساسیت به رطوبت برای نصب سریع‌تر، منجر به کاربردهای گسترده‌تر می‌شود.
پوشش‌های پلی‌اوره، مخازن فولادی از خوردگی، مواد شیمیایی و هوازدگی و عوامل محیطی حفاظت می‌کنند. پلی‌اوره‌ها برای افزایش طول عمر مخازن کارآمد بوده، ویژگی‌های ساختاری مناسبی ارائه می‌دهند. پوششها و آسترهای پلی‌اوره در مقابل بسیاری از مواد شیمیایی و صنعتی مقاوم هستند. با مزایای کاربرد سریع و توانایی چسباندن بسترهای آماده شده مناسب، پلی‌اوره‌ها برای پوشش اولیه مخازن ذخیره‌ساز گزینه ایده‌آلی هستند.
سامانه‌های کف‌پوش پلی‌اوره علاوه بر مزایای سامانه‌های کف‌پوش پلی‌یورتان، قابلیت نصب و کاربری سریع دارند.
پلی‌اوره‌ها برای محیط های پر رفت و آمد بسیار مقاوم و عالی هستند. آنها در اتاق‌های تمیز/کثیف به عنوان عایق آب و پوشش محافظ برای جلوگیری از نظافت روزانه استفاده می‌شوند. در مکان‌های حساس، با طراحی کف‌پوش‌های پلی‌اوره‌ای بهبود یافته و انعطاف‌پذیر، می‌توان از آنها به عنوان ضربه‌گیر برای محافظت از اشیایی که ممکن است روی کف بیفتند استفاده کرد.
برخی پلی‌اوره‌ها به علت خاصیت آب‌گریزی و مفاومت در برابر مواد شیمیایی معمولاً در قطعات ماشین استفاده می‌شوند. ماشین‌های باری سبک با پوششی از جنس پلی‌اوره از استحکام و مقاومت در مقابل سایش بهره‌مند می‌شوند. این ماشین‌ها معمولاً برای حمل بارهایی مانند زغال، شن و دیگر مواد سایشی استفاده می‌شوند.
همراهان عزیز می‌توانند جهت برقرای ارتباطات دوسویه، انتقال سوالات، نظرات و پیشنهادات سازنده خود از طریق پست الکترونیک زیر ما را یاری فرمایند.
info@fara-ps.com
