Mecanismo de Cura do Poliaspártico

A cura do poliespártico baseia-se num mecanismo de reacção química único que envolve uma reacção de ligação cruzada altamente eficiente entre isocyanatos e ésteres aspárticos,resultando numa estrutura de rede tridimensional densa.

Reacção Química Fundamental
A cura poliespártica é essencialmente uma reação de polimerização gradual entre grupos isocianatos (-NCO) e grupos aminados (-NH2) de ésteres aspárticos, formando ligações de ureia (-NH-CO-NH-).A reação pode ser expressa como:

{R-NCO} + {R'-NH} → {R-NH-CO-NH-R'}

Esta é uma reação exotérmica, formando rapidamente cadeias de polímeros e estabelecendo locais de ligação cruzada para criar uma estrutura de rede.

Três etapas do processo de cura
A cura poliespártica ocorre em três estágios determinados pela estrutura molecular do éster aspártico.

1.Fase de indução (reação retardada)

Os grupos ésteres (-COOR) na molécula de éster aspártico inibem temporariamente a reatividade dos grupos aminas (-NH2) devido à barreira estérica e aos efeitos electrónicos,Retardar a reacção inicial com isocianatoEsta fase fornece uma janela operacional (normalmente 10-30 minutos) para mistura, pulverização ou laminação.

2.Fase de ligação cruzada rápida

Com o aumento da temperatura ou após o estágio de indução, a reatividade das aminas aumenta, reagindo rapidamente com o isocianato para produzir numerosas ligações de ureia.uma rede de ligação cruzada de alta resistência, alcançando uma cura rápida.3.Fase pós-curagem

Os grupos -NCO residuais continuam a reagir com a umidade ambiente ou com as aminas não reagidas,Aumentar ainda mais a densidade de ligação cruzada e atingir as propriedades mecânicas finais (como resistência à tração e resistência à abrasão) em 24 a 48 horas.

Papel fundamental do éster aspártico
O éster aspártico atua como um extensor de cadeia latente, otimizando o processo de cura através das seguintes características:

• Taxa de reacção controlada ∆ impedimento estérico dos grupos éster regula a reatividade da reacção, equilibrando o tempo de aplicação e a eficiência de cura.
• Adaptabilidade a baixas temperaturas, mantendo a reatividade a baixas temperaturas (por exemplo, -10°C), evitando falhas de curado experimentadas pelas poliureas tradicionais a baixas temperaturas.
• Amizade para o ambiente: redução da emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) para cumprir os requisitos da construção ecológica.

Comparação com a poliureia tradicional

Influência da cura no desempenho

• Alta resistência e resistência à abrasão: a elevada densidade de ligação transversal confere excelentes propriedades mecânicas (resistência à tração > 20 MPa, abrasão < 40 mg nos testes de Taber).
• Resistência química: As estruturas densas resistem à penetração de ácidos, bases e névoa salina, adequadas para plantas químicas e ambientes marinhos.
• Resistência a intempéries: a espinha dorsal do isocianato alifático oferece resistência aos raios UV, evitando amarelamento ou rachaduras em uso a longo prazo.
• Elasticidade e adesão: os segmentos flexíveis (por exemplo, cadeias de poliéter) proporcionam um elevado alongamento (> 300%) e uma forte adesão aos substratos (betão e metal).

Controle prático da cura na aplicação

• Relação de mistura: o isocyanato e o éster aspártico devem ser estritamente misturados em proporções precisas (por exemplo, 1:1) para evitar monómeros não reagidos residuais.
• Controle de temperatura: Catalisadores (por exemplo, compostos de organotina) podem ser adicionados em ambientes de baixa temperatura, enquanto os tempos de aplicação devem ser reduzidos em ambientes de alta temperatura.
• Controle da umidade: a umidade no ar pode reagir com os isocianatos, gerando CO2 como reação secundária; a umidade ambiental deve ser controlada abaixo de 80%.

Tendências do desenvolvimento tecnológico

• Sistemas inteligentes de cura: Desenvolvimento de sistemas de poliespártico fotocuráveis ou acionados pela temperatura para obter a cura sob demanda.
• Materiais de base biológica: Utilização de ésteres aspárticos derivados de plantas para reduzir a dependência de recursos petroquímicos.
• Funções de auto-reparação: Introdução de ligações dinâmicas (por exemplo, ligações Diels-Alder) na rede de ligação cruzada para alcançar a auto-reparação de danos menores no revestimento.

O princípio de cura do poliespártico, através de uma combinação estratégica de reação retardada e ligação cruzada rápida, garante processos de aplicação controlados e cura eficiente.A estrutura química concebível oferece um amplo potencial para a futura otimização do desempenho do material e novos desenvolvimentos de aplicações.

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