Гидролиз полиуретанов – разрушение полимера в воде
В технологии устройства полимерных композитных материалов в сфере благоустройства зачастую упускается факт наличия химической деструкции полиуретанов в водной среде, вследствие этого упускаются некоторые архиважные элементы производства данных покрытий, например, откосы для ухода воды, ровные поверхности (чтобы не было застойных зон), дренажные отверстия и т.д.
В данной статье будут использованы слайды презентации и пояснительные тексты к ним. Будут рассмотрены разные механизмы разрушения полимерной полиуретановой цепочки.
Разрушение сложноэфирных связей – самая уязвимая составляющая часть полиуретана (если сложные полиэфиры вообще использовались, т.к. они создают большие сложности в производстве преполимеров, и не смотря на дешевизну – почти не используются в производстве компонентов покрытий для сферы благоустройства и в целом для преполимерных продуктов).
В тексте слайдов иногда видна «переработка» от дизайнера и некоторые ошибки в тексте, касаемо нюансов, но в целом все механизмы имеют место быть, и принципиально информация верна.
Ниже на слайде есть таблица с кислотами, и нас, конечно же, прежде всего интересует сернистая кислота, компонент для её появления которой имеется в атмосфере городов из-за сжигания разных видов топлива (наличие серы).
Щелочная среда нас в данном случае не интересует, т.к. механизм кислотный. Влажность в данном случае вторична, т.к. речь больше идёт о застойных зонах с водой, где и стабильно может находиться сернистая кислота. И стоит обратить внимание на лавинообразный механизм разрушения: именно поэтому, например, каменный ковёр локально быстро разрушается в застойных зонах, а, находящаяся рядом в безводной среде остальная площадь покрытия стоит как после укладки.
Далее рассмотрим «гидролиз» простых эфирных связей, из которых и состоит подавляющая масса полимерных цепей всех рыночных продуктов. Этот процесс на самом деле является радикальным разрушением посредством окисления и образования, непосредственно, радикалов и пероксидов (которые сами в свою очередь образуют другие радикалы). Процесс, опять-таки, имеет значение в воде, и в безводной среде практически не протекает.
И вот теперь мы дошли до гидролиза самих уретановых связей.
Далее представлены данные по исследованию гидролиза медицинских полиуретановых компонентов в условиях человеческого тела (от того и довольно нетипичные основы для данных полимеров). Суть в том, что для инженеров в области медицины процессы гидролиза вполне очевидны и должны быть проверены в обязательном порядке перед использованием непосредственно в теле человека. В то же время, для производителей покрытий из ПУ, находящихся на открытом воздухе, это является тёмной, неизвестной зоной и часто никак не учитывается, зато вопросы производителям клеевых составов задаются, и вся ответственность сваливается них.
При этом, всё гораздо более интересней. Различными механизмами гидролиза даже перерабатывают готовый полиуретан с образованием вторичного сырья, пригодного к повторному использованию! Да, тут высокие температуры и специальные промоутеры гидролиза, однако механизм по-прежнему тот же, просто для улицы это происходит гораздо медленнее, чем в специальном реакторе.
К сожалению, здесь не рассмотрен механизм деструкции мочевинной связи, которая образуется при «связке» двух изоцианатных групп посредством воды из влаги воздуха: механизм с помощью которого и полимеризуются итоговые полимеры («высыхают»). Однако уже представленный материал даёт понимание путей деструкции полиуретановых полимеров в водной среде.
Таким образом, гидролиз имеет крайне важное значение в вопросах долговечности покрытия, и его предотвращение является архиважной задачей производителей покрытий из полиуретановых преполимеров.
