纯聚脲——京沪高铁防水成功的关键
一、聚脲的定义
2000年美國(guó)聚脲发展协会（Polyurea Development Association简称PDA）成立，鉴于聚脲和半聚脲的模糊定义给工程界和市场造成的严重损害，PDA重新(xīn)对喷涂聚氨酯、聚氨酯（脲）、聚脲进行了严格的定义：
喷涂聚氨酯：由异氰酸酯组分(fēn)（简称A组分(fēn)）与树脂组分(fēn)（简称B组分(fēn)）反应生成的一种弹性體(tǐ)物(wù)质。异氰酸酯既可(kě)以是芳香族的，也可(kě)以是脂肪族的。其中的A组分(fēn)是由端羟基化合物(wù)与异氰酸酯反应制得。其中的B组分(fēn)一定是由端羟基树脂（例如：二元醇、三元醇、多(duō)羟基聚合物(wù)多(duō)元醇等）和端羟基（芳香族或脂肪族）扩链剂组成，在端羟基树脂中，必须含有(yǒu)用(yòng)于提高反应活性的催化剂。
喷涂聚脲：國(guó)内叫纯聚脲，是由异氰酸酯组分(fēn)（简称A组分(fēn)）与氨基化合物(wù)组分(fēn)（简称B组分(fēn)）反应生成的一种弹性體(tǐ)物(wù)质。异氰酸酯既可(kě)以是芳香族的，也可(kě)以是脂肪族的。其中的A组分(fēn)可(kě)以是由端羟基化合物(wù)与异氰酸酯反应制得。其中的B组分(fēn)必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成。在B组分(fēn)中，不得含有(yǒu)任何羟基成分(fēn)和催化剂，但允许含有(yǒu)便于颜料分(fēn)散的助剂。
而我國(guó)现有(yǒu)的喷涂聚脲防水涂料的定义是：以异氰酸脂类化合物(wù)為(wèi)A组分(fēn)，胺基化合物(wù)為(wèi)B组分(fēn)，采用(yòng)喷涂施工工艺使两个组分(fēn)混合、反应生成的弹性體(tǐ)防水涂料。
这是一个非常模糊的定义，很(hěn)多(duō)企业对此提出质疑。
二、发展历史
喷涂弹性體(tǐ)早起源于上世纪70年代，初期的品种是喷涂聚氨酯弹性體(tǐ)（简称SPU），其在施工时體(tǐ)系容易与周围环境中的水分(fēn)、湿气反应，产生二氧化碳，生成泡沫状弹性體(tǐ)（外观类似癞蛤蟆皮），造成材料力學(xué)性能(néng)显着下降。因此，人们很(hěn)快想到在B组分(fēn)中引入端氨基化合物(wù)，即喷涂聚氨酯（脲）弹性體(tǐ)（简称SPU[A]）。这样，可(kě)有(yǒu)效地阻止异氰酸酯与水分(fēn)、湿气的反应，材料力學(xué)性能(néng)得到很(hěn)大改善，工程应用(yòng)效果明显增强。
但是，喷涂聚氨酯（脲）弹性體(tǐ)仍然没有(yǒu)从根本上解决體(tǐ)系的发泡问题，在工程实践中，还是经常出现一些缺陷和问题，尤其是在潮湿、梅雨环境下，仍然会出现“癞蛤蟆皮”现象，造成户外防护工程失败的案例很(hěn)多(duō)。
欧洲（纯）聚脲的起步比中國(guó)晚10年，德國(guó)人一直是主张使用(yòng)半聚脲，后来感受到了纯聚脲的优势后，才于2007年成立聚脲组织（即PDA-Europe）。我國(guó)聚脲事业一直是走在WORD前列，今年2月24日在北京召开的“聚脲两会”就是例证。
三、纯聚脲和半聚脲的本质區(qū)别
首先，从材料的定义和组成上，两者的主要區(qū)别在于，纯聚脲因全部采用(yòng)端氨基化合物(wù)作為(wèi)B组分(fēn)，因此它不需要加入任何催化剂，就能(néng)在室温（甚至零度以下）与A组分(fēn)瞬间生成聚脲材料。这其中隐含的重要化學(xué)意义如下：
耐老化性能(néng)提高。催化剂在完成加速聚合反应之后，会長(cháng)期残留在生成的聚合物(wù)材料中，成為(wèi)材料在经受阳光、氧气、水以及各种腐蚀介质侵蚀、劣化的诱导因素，从而产生自由基，导致材料力學(xué)性能(néng)下降，即我们通常所说的材料老化。纯聚脲材料不含任何催化剂，其耐老化性能(néng)显着优于半聚脲。预计纯聚脲材料的寿命在75年以上。这是目前已知的任何合成高分(fēn)子材料（包括聚氨酯、半聚脲在内）所不具备的特殊性质。
材料生成过程稳定、可(kě)靠。聚脲不同于我们以往使用(yòng)的防水卷材等成品材料，它是一种需要在施工现场环境下，经过喷涂工艺完成的半成品材料。所以，单单出示实验室的检验合格报告是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不够的，必须保证在施工现场条件下，同样达到在实验室的性能(néng)。这就要求材料必须具备强大的抗击户外（甚至野外）施工时，周边环境温度、湿度对喷涂过程的严重影响。
性能(néng)优劣。由于半聚脲可(kě)供选择的原材料要比纯聚脲丰富得多(duō)，所以在实验室（即保证温度、湿度的条件下）制备的半聚脲样品往往在强度（尤其是伸長(cháng)率）方面超过纯聚脲，很(hěn)容易使非专业人士产生混淆。
四、纯聚脲和半聚脲的识别
根据纯聚脲和半聚脲在化學(xué)组成上的不同，我们可(kě)以通过气味、混合手感、羟基分(fēn)析、氨基分(fēn)析、原子吸收光谱、傅里叶变换红外等多(duō)种方法，轻而易举地进行分(fēn)析和鉴别。
青岛理(lǐ)工大學(xué)功能(néng)材料研究所，已经发明了一种在施工现场快速识别纯聚脲和半聚脲高效而简便的方法。目前，该正在组织中试和申报國(guó)家发明专利。（注：本网站将陆续刊登专家讲座，让大家进一步通过简单、快速、准确的方法迅速识别真假聚脲）
五、京沪高速铁路聚脲防护工程的难度
京沪高速铁路聚脲防护工程将跨越黄河、長(cháng)江两大流域带，施工现场既有(yǒu)干燥、寒冷的北方气候，又(yòu)有(yǒu)潮湿、多(duō)雨的南方环境，其实施聚脲工程的复杂程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超过京津城际铁路。所以，我认為(wèi)无论是原材料供应、施工机具采購(gòu)、专业施工人员培训、专业监理(lǐ)和检测等诸多(duō)方面，都不可(kě)能(néng)在1个月～2个月完成京沪聚脲防护工程。
在今年2月24日北京聚脲峰会上，美國(guó)人已经提到我们京津線(xiàn)使用(yòng)半聚脲的严重后果。如果京沪線(xiàn)再重蹈覆辙，这在國(guó)、國(guó)内的影响都是巨大的。
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