純聚脲——京滬高鐵防水成功的關鍵
一、聚脲的定義
2000年美國聚脲發展協會（Polyurea Development Association簡稱PDA）成立，鑒于聚脲和半聚脲的模糊定義給工程界和市場造成的嚴重損害，PDA重新對噴涂聚氨酯、聚氨酯（脲）、聚脲進行了嚴格的定義：
噴涂聚氨酯：由異氰酸酯組分（簡稱A組分）與樹脂組分（簡稱B組分）反應生成的一種彈性體物質。異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A組分是由端羥基化合物與異氰酸酯反應制得。其中的B組分一定是由端羥基樹脂（例如：二元醇、三元醇、多羥基聚合物多元醇等）和端羥基（芳香族或脂肪族）擴鏈劑組成，在端羥基樹脂中，必須含有用于提高反應活性的催化劑。
噴涂聚脲：國內叫純聚脲，是由異氰酸酯組分（簡稱A組分）與氨基化合物組分（簡稱B組分）反應生成的一種彈性體物質。異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A組分可以是由端羥基化合物與異氰酸酯反應制得。其中的B組分必須是由端氨基樹脂和端氨基擴鏈劑組成。在B組分中，不得含有任何羥基成分和催化劑，但允許含有便于顏料分散的助劑。
而我國現有的噴涂聚脲防水涂料的定義是：以異氰酸脂類化合物為A組分，胺基化合物為B組分，采用噴涂施工工藝使兩個組分混合、反應生成的彈性體防水涂料。
這是一個非常模糊的定義，很多企業對此提出質疑。
二、發展歷史
噴涂彈性體早起源于上世紀70年代，初期的品種是噴涂聚氨酯彈性體（簡稱SPU），其在施工時體系容易與周圍環境中的水分、濕氣反應，產生二氧化碳，生成泡沫狀彈性體（外觀類似癩蛤蟆皮），造成材料力學性能顯著下降。因此，人們很快想到在B組分中引入端氨基化合物，即噴涂聚氨酯（脲）彈性體（簡稱SPU[A]）。這樣，可有效地阻止異氰酸酯與水分、濕氣的反應，材料力學性能得到很大改善，工程應用效果明顯增強。
但是，噴涂聚氨酯（脲）彈性體仍然沒有從根本上解決體系的發泡問題，在工程實踐中，還是經常出現一些缺陷和問題，尤其是在潮濕、梅雨環境下，仍然會出現“癩蛤蟆皮”現象，造成戶外防護工程失敗的案例很多。
歐洲（純）聚脲的起步比中國晚10年，德國人一直是主張使用半聚脲，后來感受到了純聚脲的優勢后，才于2007年成立聚脲組織（即PDA-Europe）。我國聚脲事業一直是走在WORD前列，今年2月24日在北京召開的“聚脲兩會”就是例證。
三、純聚脲和半聚脲的本質區別
首先，從材料的定義和組成上，兩者的主要區別在于，純聚脲因全部采用端氨基化合物作為B組分，因此它不需要加入任何催化劑，就能在室溫（甚至零度以下）與A組分瞬間生成聚脲材料。這其中隱含的重要化學意義如下：
耐老化性能提高。催化劑在完成加速聚合反應之后，會長期殘留在生成的聚合物材料中，成為材料在經受陽光、氧氣、水以及各種腐蝕介質侵蝕、劣化的誘導因素，從而產生自由基，導致材料力學性能下降，即我們通常所說的材料老化。純聚脲材料不含任何催化劑，其耐老化性能顯著優于半聚脲。預計純聚脲材料的壽命在75年以上。這是目前已知的任何合成高分子材料（包括聚氨酯、半聚脲在內）所不具備的特殊性質。
材料生成過程穩定、可靠。聚脲不同于我們以往使用的防水卷材等成品材料，它是一種需要在施工現場環境下，經過噴涂工藝完成的半成品材料。所以，單單出示實驗室的檢驗合格報告是遠遠不夠的，必須保證在施工現場條件下，同樣達到在實驗室的性能。這就要求材料必須具備強大的抗擊戶外（甚至野外）施工時，周邊環境溫度、濕度對噴涂過程的嚴重影響。
性能優劣。由于半聚脲可供選擇的原材料要比純聚脲豐富得多，所以在實驗室（即保證溫度、濕度的條件下）制備的半聚脲樣品往往在強度（尤其是伸長率）方面超過純聚脲，很容易使非專業人士產生混淆。
四、純聚脲和半聚脲的識別
根據純聚脲和半聚脲在化學組成上的不同，我們可以通過氣味、混合手感、羥基分析、氨基分析、原子吸收光譜、傅里葉變換紅外等多種方法，輕而易舉地進行分析和鑒別。
青島理工大學功能材料研究所，已經發明了一種在施工現場快速識別純聚脲和半聚脲高效而簡便的方法。目前，該正在組織中試和申報國家發明專利。（注：本網站將陸續刊登專家講座，讓大家進一步通過簡單、快速、準確的方法迅速識別真假聚脲）
五、京滬高速鐵路聚脲防護工程的難度
京滬高速鐵路聚脲防護工程將跨越黃河、長江兩大流域帶，施工現場既有干燥、寒冷的北方氣候，又有潮濕、多雨的南方環境，其實施聚脲工程的復雜程度遠遠超過京津城際鐵路。所以，我認為無論是原材料供應、施工機具采購、專業施工人員培訓、專業監理和檢測等諸多方面，都不可能在1個月～2個月完成京滬聚脲防護工程。
在今年2月24日北京聚脲峰會上，美國人已經提到我們京津線使用半聚脲的嚴重后果。如果京滬線再重蹈覆轍，這在國、國內的影響都是巨大的。
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