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1.3.2聚脲

聚脲是一種異氰酸酯和氨基化合物反應(yīng)得到的從分子結(jié)構(gòu)上看具有重復(fù)脲基的高分子材料。聚脲具有涂料和塑料的優(yōu)點(diǎn)，并且理化性能也非常好，在建筑和室外防水、汽車涂料以及其他領(lǐng)域都有應(yīng)用。聚脲彈性體的抗沖擊性能也非常強(qiáng)，爆炸載荷是一種高強(qiáng)度的高頻脈沖載荷，對防護(hù)材料的要求非常高，防護(hù)結(jié)構(gòu)在爆炸載荷作用下通常會產(chǎn)生大量破片，嚴(yán)重危害到人員安全。隨著防爆抗沖擊領(lǐng)域的不斷發(fā)展，噴涂高分子材料成為一種高效的增加材料防爆抗沖性能的方式，聚脲的韌性高、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)使其成為了重要的噴涂高分子材料，是實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化防彈抗沖擊的重要材料。聚脲可以分為芳香族聚脲、脂肪族聚脲和聚天門冬氨酸酯聚脲。芳香族聚脲由芳香族異氰酸酯、多元醇和氨基化合物構(gòu)成，其中含有氫鍵、脲鍵、縮二脲鍵和氨基甲酸酯鍵，所以芳香族聚脲有韌性好、耐腐蝕和耐磨性高的特點(diǎn)。然而脂肪族聚脲在戶外使用的時(shí)候容易泛黃褪色，而且反應(yīng)速度太快導(dǎo)致施工周期短，潤濕能力弱，這些原因使得芳香族聚脲通常使用噴涂施工的方法。脂肪族聚脲相比芳香族聚脲更耐老化，使得脂肪族聚脲更適合在戶外使用。脂肪族聚脲通常是脂肪族二異氰酸酯與端氨基聚醚通過預(yù)聚反應(yīng)制得A組分，聚醚與胺類擴(kuò)鏈劑組成B組分，不含催化劑。和芳香族聚脲一樣，脂肪族聚脲的反應(yīng)速度也很快，這同樣阻礙了推廣使用。新型的聚天門冬氨酸酯聚脲極大改善了這一缺點(diǎn),聚天門冬氨酸酯聚脲的反應(yīng)速度相比傳統(tǒng)聚脲材料更慢，使其不再依賴噴涂設(shè)施進(jìn)行施工，應(yīng)用范圍更加廣闊，可以應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)、管道、游泳池、人造景觀、風(fēng)機(jī)葉片等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)防水、防腐等多種功能。

Zhai W對一種軍用聚脲進(jìn)行了靜態(tài)拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)和霍普金森桿分離實(shí)驗(yàn)，分析了不同應(yīng)變率下聚脲的力學(xué)性能。發(fā)現(xiàn)聚脲的力學(xué)性能對應(yīng)變速率高度敏感，在拉伸實(shí)驗(yàn)和壓縮實(shí)驗(yàn)中，聚脲的屈服強(qiáng)度都隨著應(yīng)變速率的增加而提高。Si P通過設(shè)計(jì)了5組聚脲增強(qiáng)陶瓷/金屬裝甲和2組雙層陶瓷/金屬裝甲并進(jìn)行彈道試驗(yàn)，研究不同位置和厚度的聚脲增強(qiáng)陶瓷/金屬裝甲在不同速度彈丸沖擊下的彈道行為，獲得了Recht-Ipson(R-I)模型參數(shù)，并進(jìn)行了斷口分析。發(fā)現(xiàn)采用1.1 mm厚度的聚脲層可有效提高彈道

極限速度27.99 m/s,比能量吸收提高8.83%。分析了聚脲層在彈丸沖擊下的增強(qiáng)機(jī)理，包括增加了陶瓷錐角度、提高了陶瓷的圍壓、在高應(yīng)變率下具有強(qiáng)化效果。Zhang H在不同溫度和壓力下進(jìn)行噴涂聚脲試驗(yàn)，并對聚脲進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，對斷面的孔數(shù)和孔徑大小進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，噴涂聚脲時(shí)的溫度和壓力對聚脲拉伸性能影響較大，噴涂壓力為17.25 MPa、噴涂溫度為70℃時(shí)，通過分析孔數(shù)和孔徑分布，以及分析拉伸試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚脲拉伸性能達(dá)到最佳。