đóng
Chọn nơi Mạng
Toàn
Phúc lợi xã hội
Số Duyệt:24563 CỦA:trang web biên tập đăng: 2025-09-16 Nguồn:Site
Nhựa polyaspartic polyurea đại diện cho một loại oligomer phản ứng có nguồn gốc từ việc bổ sung Michael của dialkyl aspartates với các amin thứ cấp. Được phân biệt bởi độ nhớt thấp, phản ứng có thể điều chỉnh và chức năng cao, các loại nhựa này đã trở thành các khối xây dựng thiết yếu trong các công nghệ polyurethane và polyurea hiện đại. Tổng quan này tóm tắt các hóa học cơ bản, đặc điểm cấu trúc, tính chất hóa lý, phân loại và xu hướng phát triển trong tương lai của nhựa polyurea polyaspartic.
Nhu cầu về hiệu suất cao và các hệ thống nhựa tuân thủ môi trường đã thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của các vật liệu polyurea và polyurethane. Trong số đó, nhựa polyurea polyaspartic (còn được gọi là este polyaspartic) đã thu hút sự chú ý đáng kể do khả năng kết hợp hàm lượng hợp chất hữu cơ dễ bay hơi thấp (VOC) với hiệu suất cơ học và phong hóa nổi bật. Những loại nhựa này đóng vai trò là tiền thân chính cho các mạng polyurea tiên tiến, đặc biệt là trong lớp phủ, chất kết dính và hệ thống đàn hồi.
Việc chuẩn bị các loại nhựa đa polyaspartic chủ yếu dựa trên phản ứng bổ sung của Michael , bao gồm một liên kết đôi điện di và một amin amin nucleophilic. Các tiền thân chính bao gồm:
Dialkyl maleates hoặc fumarates
Các ví dụ điển hình: Diethyl maleate (DEM) và Diethyl fumarate (DEF).
Các este được kích hoạt này chứa một liên kết đôi C = C thiếu electron do sự hiện diện của các nhóm este liền kề, khiến chúng rất dễ bị tấn công nucleophilic.
Amin thứ cấp
Cả hai amin thứ cấp aliphatic và thơm có thể được sử dụng.
Các amin aliphatic (ví dụ: 2-methylpentanediamine, isophorone diamine) cung cấp cản trở không gian và phản ứng vừa phải, góp phần vào tuổi thọ nồi dài hơn.
Các amin thứ cấp thơm (ví dụ, các dẫn xuất m-phenylenediamine) tăng tốc độ phản ứng nhưng nói chung là nhựa với độ ổn định UV giảm.
Phản ứng trung tâm là sự bổ sung liên hợp của một amin thứ cấp với liên kết kép được kích hoạt của este maleate/fumarate.
Tấn công nucleophilic :
cặp đơn độc trên nguyên tử nitơ của các amin thứ cấp tấn công β-carbon của liên kết kép trong ester maleate.
Sự hình thành trung gian :
Một trung gian carbanion được hình thành tạm thời ở α-carbon liền kề với các nhóm este, được ổn định bằng cộng hưởng.
Chuyển proton :
Các carbanion trừu tượng hóa một proton từ các loài amoni, dẫn đến sự hình thành cấu trúc este-amino ổn định.
Phản ứng tổng thể có thể được tóm tắt là:
Maleates (Cis-isomers) thường phản ứng nhanh hơn so với fumarates (trans-isomers), vì định hướng cis tạo điều kiện cho cách tiếp cận của nucleophile amin.
Phản ứng là Regioselective, xảy ra độc quyền tại β-carbon của liên kết đôi.
Tùy thuộc vào amin thứ cấp được sử dụng, ester polyaspartic kết quả có thể chứa nhiều vị trí amin thứ cấp phản ứng có sẵn cho các phản ứng tiếp theo với isocyanates.
Nhiệt độ : Sự bổ sung của Michael thường tiến hành ở điều kiện nhẹ (25 nhiệt60 ° C), mà không cần các chất xúc tác mạnh. Nhiệt độ tăng tăng tốc phản ứng nhưng cũng có thể thúc đẩy các phản ứng phụ như thủy phân este.
Chất xúc tác : Mặc dù phản ứng có thể xảy ra mà không có chất xúc tác, các amin đại học hoặc các loài organometallic có thể được đưa vào phản ứng tinh chỉnh.
Hiệu ứng dung môi : Việc tổng hợp thường được thực hiện không có dung môi (trùng hợp số lượng lớn) để giảm VOC, mặc dù dung môi perrotic cực (ví dụ: NMP, DMF) có thể được sử dụng trong các nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm.
Nhựa este polyaspartic kết quả là:
Một chất lỏng có độ nhớt thấp đến trung bình (10010001000 MPa · s ở 25 ° C),
Không màu để màu vàng nhạt,
Chứa các amin thứ cấp bị cản trở nghiêm trọng.
Sự cản trở không gian này là rất quan trọng: Không giống như các amin chính hoặc thứ cấp không bị cản trở, tính nucleophilo của các amin bị cản trở này giảm đáng kể, cung cấp khả năng phản ứng có kiểm soát đối với các isocyanates. Thuộc tính độc đáo này phân biệt nhựa polyaspartic với các tác nhân chữa bệnh amin truyền thống.
Các amin thứ cấp thông thường : thể hiện tính nucleophilo cao, phản ứng với isocyanates trong vòng vài giây, thường dẫn đến cuộc sống nồi ngắn không kiểm soát được.
Nhựa polyaspartic : cản trở không gian làm giảm tốc độ phản ứng, kéo dài cửa sổ thời gian khả thi trong khi vẫn cho phép chữa khỏi hoàn toàn.
Sự cân bằng giữa phản ứng được kiểm duyệt và chức năng cao làm cho nhựa đa năng đa năng như các khối xây dựng phản ứng trong các mạng polyurea và polyurethane.
Xương sống : Bắt nguồn từ các gốc este aster.
Các vị trí phản ứng : Các amin thứ cấp bị cản trở nghiêm trọng với khả năng phản ứng được kiểm duyệt.
Chức năng este : Cung cấp tính phân cực và độ hòa tan, cải thiện khả năng tương thích với các thành phần khác nhau.
Ngoại hình: Không màu đến chất lỏng màu vàng nhạt
Độ nhớt: 100 Mạnh1000 MPa · s
Giá trị amin: 100 trận300 mg koh/g
Mật độ: 1,05 bóng1,15 g/cm³
Tính ổn định lưu trữ: đủ trong điều kiện khô, tối
Nhựa dựa trên aliphatic
Bắt nguồn từ các amin thứ cấp aliphatic
Cung cấp khả năng chống thời tiết tuyệt vời và màu vàng thấp
Thích hợp cho các ứng dụng ngoài trời
Nhựa cây thơm
Được tổng hợp từ các amin thứ cấp thơm
Biểu hiện khả năng phản ứng cao hơn và cường độ cơ học
Giới hạn bởi sự ổn định của UV kém
Nhựa sửa đổi
Sự kết hợp của các phân đoạn polyether, polyester hoặc floinated
Được thiết kế để điều chỉnh tính linh hoạt, tính kỵ nước hoặc kháng hóa chất
Nhựa polyaspartic có tầm quan trọng khoa học đặc biệt vì nhiều lý do:
Chúng cho phép thiết kế các hệ thống cao, cao, vững chắc.
Khả năng phản ứng có thể điều chỉnh của chúng cho phép kiểm soát việc chữa khỏi động học, không giống như các amin phản ứng nhanh thông thường.
Chúng đóng vai trò là vật liệu bắc cầu , kết hợp các ưu điểm của polyurethan (tính linh hoạt, độ bám dính) với polyureas (độ bền, chữa bệnh nhanh).
Kiểm soát phản ứng
Sửa đổi cấu trúc chính xác để cân bằng cuộc sống nồi và tốc độ chữa bệnh.
Sửa đổi chức năng
Giới thiệu các phân đoạn kỵ nước, fluorin hóa hoặc dựa trên sinh học để tăng cường hiệu suất.
Bền vững
Phát triển nguyên liệu tái tạo (ví dụ: aspartates dựa trên sinh học).
Hệ thống lai
Tích hợp với chất độn vô cơ, vật liệu nano hoặc phụ gia thông minh cho các đặc tính đa chức năng (tự chữa lành, chống ăn mòn, v.v.).
Nhựa polyaspartic polyurea, được tổng hợp thông qua việc bổ sung michael của dialkyl aspartates với các amin thứ cấp, đại diện cho một nền tảng linh hoạt và bền vững cho các vật liệu polymer tiên tiến. Độ nhớt thấp, phản ứng có thể điều chỉnh và tính chất cấu trúc vượt trội của chúng tiếp tục làm cho chúng trở thành trung tâm của cả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghiệp. Các nghiên cứu liên tục về thiết kế cấu trúc, hóa học xanh và lai tạo dự kiến sẽ mở rộng thêm tiềm năng của chúng trên các hệ thống vật liệu hiệu suất cao khác nhau.
