1.3.2聚脲

聚脲是一種異氰酸酯和氨基化合物反應得到的從分子結(jié)構(gòu)上看具有重復脲基的高分子材料。聚脲具有涂料和塑料的優(yōu)點，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)域都有應用。聚脲彈性體的抗沖擊性能也非常強，爆炸載荷是一種高強度的高頻脈沖載荷，對防護材料的要求非常高，防護結(jié)構(gòu)在爆炸載荷作用下通常會產(chǎn)生大量破片，嚴重危害到人員安全。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)點使其成為了重要的噴涂高分子材料，是實現(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。然而脂肪族聚脲在戶外使用的時候容易泛黃褪色，而且反應速度太快導致施工周期短，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聚反應制得A組分，聚醚與胺類擴鏈劑組成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,聚天門冬氨酸酯聚脲的反應速度相比傳統(tǒng)聚脲材料更慢，使其不再依賴噴涂設(shè)施進行施工，應用范圍更加廣闊，可以應用于鋼結(jié)構(gòu)、管道、游泳池、人造景觀、風機葉片等領(lǐng)域，實現(xiàn)防水、防腐等多種功能。

Zhai W對一種軍用聚脲進行了靜態(tài)拉伸、壓縮實驗和霍普金森桿分離實驗，分析了不同應變率下聚脲的力學性能。發(fā)現(xiàn)聚脲的力學性能對應變速率高度敏感，在拉伸實驗和壓縮實驗中，聚脲的屈服強度都隨著應變速率的增加而提高。Si P通過設(shè)計了5組聚脲增強陶瓷/金屬裝甲和2組雙層陶瓷/金屬裝甲并進行彈道試驗，研究不同位置和厚度的聚脲增強陶瓷/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機理，包括增加了陶瓷錐角度、提高了陶瓷的圍壓、在高應變率下具有強化效果。Zhang H在不同溫度和壓力下進行噴涂聚脲試驗，并對聚脲進行拉伸試驗，對斷面的孔數(shù)和孔徑大小進行分析。根據(jù)實驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，噴涂聚脲時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，通過分析孔數(shù)和孔徑分布，以及分析拉伸試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚脲拉伸性能達到最佳。