Ēku hidroizolācijas, tuneļu pastiprināšanas un pamatu apstrādes jomās poliuretāna šuvju materiāli ir kļuvuši par galveno tehnoloģiju noplūdes problēmas risināšanai to unikālo ķīmisko īpašību un inženiertehniskās pielāgošanās spējas dēļ. Tā kā ir divi galvenie poliuretāna šuvju materiālu veidi, pastāv būtiskas atšķirības molekulārajā struktūrā, reakcijas mehānismā un pielietojuma scenārijos starp ūdenī šķīstošiem un eļļā šķīstošiem un eļļā šķīstošiem produktiem. Apvienojot jaunākās inženierijas prakses, šajā rakstā tiks sistemātiski analizētas abu tehniskās robežas un novatoriskie pielietojumi.
1. Ķīmiskā daba: molekulārās uzbūves atšķirības starp hidrofilo un hidrofobu
Ūdenī šķīstošā poliuretāna izejmateriāls ir etilēnoksīda modificēts poliēteris, un epoksīda etāna saturs tā molekulārajā ķēdē parasti pārsniedz 50%, veidojot spēcīgu hidrofilu ūdens -izraisītu struktūru. Šis dizains nodrošina materiālam trīskāršu reakciju: pirmkārt, izocianāts3 pēc saskares ar ūdeni ģenerē emulsijas grupā0, otrkārt, elastīna grupā0. gēls, kas satur urīnvielas saites, reakcijas ātrums ir 8-10 reizes lielāks nekā šķīdība eļļā; otrkārt, konsolidētais ķermenis var divas reizes absorbēt ūdeni un paplašināties, izplešanās ātrums ir pat 20 reizes, veidojot hidrogēlam līdzīgu aizsērēšanas tīklu; visbeidzot, tilpuma maiņas ātrums mitrā un sausā ciklā sasniedz 15–25%, kas var pielāgoties plaisu dinamiskajai deformācijai.
Eļļā{0}}šķīstošais produkts ir sintezēts no tīra propilēna oksīda poliētera un TDI/MDI. Molekulārās ķēdes hidrofobitāte padara tās reakcijas ceļu ļoti atšķirīgu: izocianāta grupai reaģējot ar ūdeni, rodas liels daudzums oglekļa dioksīda, un putošanas ātrums var sasniegt 1000%, veidojot slēgtu-šūnu putu struktūru ar izmērīto spiedes stiprību 6-8Mpa; pēc sacietēšanas veidojas ciets poliuretāna/poliuretāna tīkls, kura elastības modulis ir lielāks par 200MPa, kas piemērots konstrukcijas pastiprināšanai; konsolidētā ķermeņa ūdens absorbcijas ātrums ir mazāks par 0,5%, un izturība pret skābēm un sārmiem ir lieliska, un izturības saglabāšanas līmenis pH 2-12 vidē pārsniedz 95%.
2. Veiktspējas salīdzinājums: no laboratorijas datiem līdz inženiertehniskajai pārbaudei
Runājot par ūdens aizsprostošanās mehānismu, ūdenī{0}}šķīstošais poliuretāns paļaujas uz ātru želeju, lai īstermiņā aizņemtu plaisas vietu, želejas ilgumu var noregulēt līdz 5-150 sekundēm, un ilgstošais-uzbriešanas spiediens var sasniegt 0,3 MPa, lai nodrošinātu nepārtrauktu blīvēšanu. Piecu gadu ilgā metro projekta dinamiskā atkārtošanās ātruma uzraudzība liecina, ka tā apstrāde ir tikai 8%.Tomēr pārmērīga pietūkuma dēļ konsolidētā ķermeņa stiprums var samazināties par 60%-70%, un tas ir jāizmanto kopā ar stingriem materiāliem.Eļļā šķīstošais poliuretāns aizpilda poras, putojot un izplešoties, izplešanās reizes 8-15 reizes palielinot oglekļa dioksīda rādiusu, un gāzes spiediens palielinās. vircas par 3-5 reizes.Hidroelektrostacijas dambja korpusa stiegrojuma dati liecina, ka statisko plaisu pretsūces līmenis, ko tā apstrādā 28 dienas, var sasniegt virs P12.Tomēr lielais putošanas ātrums var izraisīt saites stiprības samazināšanos, un slapjā pamatslāņa saites stiprība ir tikai 05MPa.
Runājot par pielāgošanos videi, ūdenī{0}}šķīstošā poliuretāna reakcijas ātrums strauji pazeminās zem 5 grādiem, un ir jāpievieno etilēnglikola koagulanti; eļļā-šķīstošo poliuretānu joprojām var sacietēt pie -20 grādiem, bet putošanās ātrums ir samazināts par 40%. Paātrinātā novecošanas tests parādīja, ka ūdenī-šķīstošā poliuretāna tilpums pēc 50 sasaldēšanas{10}}atkausēšanas cikliem mainījās par 25%, kamēr eļļa bija tikai poliuretāna šķīstošā{14}} 3%-5%.Tomēr ūdenī šķīstošā poliuretāna stiepes pagarinājums pārsniedz 300%, padarot to izturīgāku pret konstrukcijas pārvietošanos.
3. Inženierzinātņu atlases stratēģija: ārpus tradicionālās izziņas par hidrofilu/hidrofobu
Saskaņā ar jaunizdotajiem tehniskajiem noteikumiem poliuretāna šuvju materiālu inženierijas pielietošanai, ieteicams izmantot četrdimensiju novērtēšanas metodi: nosūkšanās stāvoklim ūdens pieplūduma gadījumā tiek izvēlēts ūdenī šķīstošs poliuretāns plus stikla šķiedras stiegrojums, bet pulvera korpusā tiek izvēlēts eļļa -šķīstošais poliuretāns pildījums plus silīcijs; plaisu dinamikai dinamiskām plaisām tiek izmantota 7:3 ūdenī -šķīstošā/eļļā-šķīstošā kompozītmateriālu sistēma, bet statiskām plaisām tiek izmantota tīra eļļa{7}}šķīstošā sistēma; vides toksicitātes prasībām dzeramā ūdens zonās tiek izvēlēts šķīdinātājus nesaturošs -ūdenī šķīstošs poliuretāns, bet rūpnieciskā vidē tiek izvēlēts eļļā-šķīstošs poliuretāns un liesmas slāpētājs; izmaksu ierobežojumu dēļ tiek izvēlēts eļļā{11}}šķīstošais poliuretāns un cementa kompozītmateriāls, kura cena ir mazāka par 200 juaņām par vienu pagarinājuma metru, un izmaksas ir lielākas par 500 juaņām, izvēloties ūdenī{11}}šķīstošo poliuretānu, kas modificēts ar rīsu silīcija dioksīdu.
Sākot no molekulārās projektēšanas un beidzot ar būvniecības metodēm, ūdenī -šķīstošu un eļļā-šķīstošu poliuretāna šuvju materiālu diferencēta izstrāde veicina lēcienu no pasīvā remonta uz aktīvu aizsardzību pret noplūdes un aizbāžņu tehnoloģiju.