Dans les domaines de l'imperméabilisation des bâtiments, du renforcement des tunnels et du traitement des fondations, les matériaux de jointoiement en polyuréthane sont devenus la technologie clé pour résoudre le problème des fuites en raison de leurs propriétés chimiques uniques et de leur adaptabilité technique. En tant que deux principaux types de matériaux de jointoiement en polyuréthane, il existe des différences essentielles dans la structure moléculaire, le mécanisme de réaction et les scénarios d'application entre les produits hydrosolubles et solubles dans l'huile. Partant du point de vue de la science des matériaux et combinant les dernières pratiques d'ingénierie, cet article analysera systématiquement les limites techniques et les applications innovantes des deux.
1. Nature chimique : les différences de conception moléculaire entre hydrophile et hydrophobe
Le polyuréthane soluble dans l'eau-utilise du polyéther modifié à l'oxyde d'éthylène comme matière première principale, et la teneur en époxy éthane dans sa chaîne moléculaire dépasse généralement 50 %, formant une forte structure hydrophile déclenchée par l'eau-. Cette conception confère au matériau une triple réactivité : premièrement, le groupe isocyanate est émulsionné dans les 30 secondes après avoir rencontré de l'eau pour générer un gel élastique contenant des liaisons urée, la vitesse de réaction est 8-10 fois plus rapide que la solubilité de l'huile ; deuxièmement, le corps consolidé peut absorber l'eau deux fois et se dilater, le taux d'expansion pouvant atteindre 20 fois, formant un réseau de colmatage semblable à un hydrogel ; enfin, le taux de changement de volume dans le cycle humide et sec atteint 15 % à 25 %, ce qui peut s'adapter à la déformation dynamique des fissures.
Le produit soluble dans l'huile-est synthétisé à partir de polyéther d'oxyde de propylène pur et de TDI/MDI. L'hydrophobie de la chaîne moléculaire rend son chemin de réaction très différent : une grande quantité de dioxyde de carbone est produite par la réaction du groupe isocyanate avec l'eau, et le taux de moussage peut atteindre 1 000 %, formant une structure de mousse à cellules fermées-avec une résistance à la compression mesurée de 6 à 8 Mpa ; après durcissement, un réseau dur polyuréthane/polyuréthane est formé, avec un module élastique supérieur à 200 MPa, adapté au renforcement structurel ; le taux d'absorption d'eau du corps consolidé est inférieur à 0,5 %, la résistance aux acides et aux alcalis est excellente et le taux de rétention de résistance dans un environnement pH 2-12 dépasse 95 %.
2. Comparaison des performances : des données de laboratoire à la vérification technique
En termes de mécanisme de colmatage par l'eau, le polyuréthane soluble dans l'eau repose sur un gel rapide pour occuper l'espace des fissures à court terme, le temps de gel peut être ajusté à 5-150 secondes et la pression de gonflement à long -peut atteindre 0,3 MPa pour une étanchéité continue. La surveillance d'un projet de métro montre que le taux de récurrence sur cinq ans des fissures dynamiques dans son traitement n'est que de 8 %. Le corps consolidé doit diminuer de 60 %-70 % et doit être utilisé en combinaison avec des matériaux rigides. Le polyuréthane soluble dans l'huile remplit les pores par moussage et expansion, avec un multiple d'expansion de 8 à 15 fois, et la pression du gaz générée par le dioxyde de carbone augmente le rayon de pénétration du lisier de 3 à 5 fois. Les données de renforcement du corps de barrage d'une centrale hydroélectrique montrent que le niveau anti-infiltration des fissures statiques qu'il traite pendant 28 jours peut atteindre au-dessus de P12. Cependant, le taux de moussage élevé peut entraîner une diminution de la force de liaison et la force de liaison de la couche de base humide n'est que de 0,5 MPa.
En termes d'adaptabilité à l'environnement, la vitesse de réaction du polyuréthane soluble dans l'eau - tombe nettement en dessous de 5 degrés et des coagulants à base d'éthylène glycol doivent être ajoutés ; Le polyuréthane soluble dans l'huile - peut encore être durci à - 20 degrés, mais le taux de mousse est réduit de 40 %. Le test de vieillissement accéléré a montré que le volume de polyuréthane soluble dans l'eau - a changé de 25 % après 50 cycles de gel -dégel, tandis que le polyuréthane soluble dans l'huile - n'était que de 3 % à 5 %. Cependant, l'allongement à la rupture du polyuréthane soluble dans l'eau dépasse 300%, ce qui le rend plus résistant aux déplacements structurels.
3. Stratégie de sélection de l'ingénierie : au-delà de la cognition traditionnelle de l'hydrophile/hydrophobe
Selon les réglementations techniques récemment publiées pour l'application technique des matériaux de jointoiement en polyuréthane, il est recommandé d'utiliser une méthode d'évaluation en quatre dimensions : pour l'état d'infiltration, le polyuréthane soluble dans l'eau et le renfort en fibre de verre sont sélectionnés en cas d'infiltration d'eau, et le polyuréthane soluble dans l'huile et le remplissage en poudre de silicium sont sélectionnés en cas d'infiltration d'eau ; pour la dynamique des fissures, un système composite 7:3 soluble dans l'eau-soluble dans l'huile-soluble est utilisé pour les fissures dynamiques, et un système composite soluble dans l'huile-pur est utilisé pour les fissures statiques ; pour les exigences de toxicité environnementale, le polyuréthane soluble dans l'eau sans solvant--est sélectionné dans les zones d'eau potable, et le polyuréthane-soluble dans l'huile plus ignifuge est sélectionné dans les environnements industriels ; pour des raisons de contraintes de coût, le coulis composite de polyuréthane soluble dans l'huile et de ciment est sélectionné à un coût inférieur à 200 yuans par mètre d'extension, et le coût est supérieur à 500 yuans pour choisir du polyuréthane soluble dans l'eau - modifié avec de la silice de riz.
De la conception moléculaire aux méthodes de construction, le développement différencié de matériaux de jointoiement en polyuréthane solubles dans l'eau-et dans l'huile-solubles favorise le passage de la réparation passive à la protection active de la technologie anti-infiltration et colmatage.