सफलता र नवीनता: २०२५ मा पानीजन्य पोलियुरेथेन कोटिंग प्रविधिको प्रगतिको बाटो

२०२५ मा, कोटिंग उद्योग "हरियो रूपान्तरण" र "प्रदर्शन स्तरोन्नति" को दोहोरो लक्ष्यहरू तर्फ तीव्र गतिमा अघि बढिरहेको छ। अटोमोटिभ र रेल ट्रान्जिट जस्ता उच्च-अन्त कोटिंग क्षेत्रहरूमा, पानीजन्य कोटिंगहरू "वैकल्पिक विकल्पहरू" बाट "मुख्यधारा विकल्पहरू" मा विकसित भएका छन् किनभने तिनीहरूको कम VOC उत्सर्जन, सुरक्षा, र गैर-विषाक्तता छ। यद्यपि, कठोर अनुप्रयोग परिदृश्यहरू (जस्तै, उच्च आर्द्रता र बलियो जंग) र कोटिंग स्थायित्व र कार्यक्षमताको लागि प्रयोगकर्ताहरूको उच्च आवश्यकताहरूको मागहरू पूरा गर्न, पानीजन्य पोलियुरेथेन (WPU) कोटिंगहरूमा प्राविधिक सफलताहरू तीव्र गतिमा जारी छन्। २०२५ मा, सूत्र अनुकूलन, रासायनिक परिमार्जन, र कार्यात्मक डिजाइनमा उद्योग आविष्कारहरूले यस क्षेत्रमा नयाँ जीवनशक्ति इन्जेक्ट गरेका छन्।

आधारभूत प्रणालीलाई गहिरो बनाउने: "अनुपात ट्युनिङ" देखि "प्रदर्शन सन्तुलन" सम्म

हालको पानीजन्य कोटिंग्समा "प्रदर्शन नेता" को रूपमा, दुई-घटक पानीजन्य पोलियुरेथेन (WB 2K-PUR) ले मुख्य चुनौतीको सामना गर्दछ: पोलियोल प्रणालीहरूको अनुपात र कार्यसम्पादन सन्तुलन गर्ने। यस वर्ष, अनुसन्धान टोलीहरूले पोलिथर पोलियोल (PTMEG) र पोलिएस्टर पोलियोल (P1012) को सिनर्जिस्टिक प्रभावहरूमा गहन अन्वेषण गरे।

परम्परागत रूपमा, पलिएस्टर पोलियोलले बाक्लो अन्तरआणविक हाइड्रोजन बन्धनको कारणले कोटिंग मेकानिकल शक्ति र घनत्व बढाउँछ, तर एस्टर समूहहरूको बलियो हाइड्रोफिलिसिटीको कारणले अत्यधिक थपले पानी प्रतिरोध कम गर्छ। प्रयोगहरूले प्रमाणित गरे कि जब P1012 ले पोलियोल प्रणालीको 40% (g/g) को लागि जिम्मेवार हुन्छ, एक "सुनौलो सन्तुलन" प्राप्त हुन्छ: हाइड्रोजन बन्धनले अत्यधिक हाइड्रोफिलिसिटी बिना भौतिक क्रसलिङ्क घनत्व बढाउँछ, कोटिंगको व्यापक कार्यसम्पादनलाई अनुकूलन गर्दछ - नुन स्प्रे प्रतिरोध, पानी प्रतिरोध, र तन्य शक्ति सहित। यो निष्कर्षले WB 2K-PUR आधारभूत सूत्र डिजाइनको लागि स्पष्ट मार्गदर्शन प्रदान गर्दछ, विशेष गरी अटोमोटिभ चेसिस र रेल सवारी साधन धातु भागहरू जस्ता परिदृश्यहरूको लागि जसलाई मेकानिकल प्रदर्शन र जंग प्रतिरोध दुवै आवश्यक पर्दछ।

"कठोरता र लचिलोपनको संयोजन": रासायनिक परिमार्जनले नयाँ कार्यात्मक सीमाहरू खोल्छ

आधारभूत अनुपात अनुकूलन एक "राम्रो समायोजन" हो भने, रासायनिक परिमार्जनले पानीजन्य पोलियुरेथेनको लागि "गुणात्मक छलांग" लाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। यस वर्ष दुई परिमार्जन मार्गहरू बाहिर खडा भए:

मार्ग १: पोलिसिलोक्सेन र टर्पेन डेरिभेटिभहरूसँग सिनर्जिस्टिक एन्हान्समेन्ट

कम-सतह-ऊर्जा पोलिसिलोक्सेन (PMMS) र हाइड्रोफोबिक टेर्पेन डेरिभेटिभहरूको संयोजनले WPU लाई "सुपरहाइड्रोफोबिसिटी + उच्च कठोरता" को दोहोरो गुणहरू प्रदान गर्दछ। अनुसन्धानकर्ताहरूले 3-मर्क्याप्टोप्रोपाइलमिथाइलडाइमेथोक्सिसिलेन र अक्टामिथाइलसाइक्लोटेट्रासिलोक्सेन प्रयोग गरेर हाइड्रोक्सिल-टर्मिनेटेड पोलिसिलोक्सेन (PMMS) तयार गरे, त्यसपछि टर्पेन-आधारित पोलिसिलोक्सेन (PMMS-I) बनाउन UV-प्रारम्भित थायोल-एन क्लिक प्रतिक्रिया मार्फत PMMS साइड चेनहरूमा आइसोबोर्निल एक्रिलेट (बायोमास-व्युत्पन्न क्याम्फेनको व्युत्पन्न) लाई कलमी गरे।

परिमार्जित WPU ले उल्लेखनीय सुधारहरू देखायो: स्थिर पानी सम्पर्क कोण ७०.७° बाट १०१.२° मा बढ्यो (कमलको पात जस्तो सुपरहाइड्रोफोबिसिटी नजिक), पानी अवशोषण १६.०% बाट घटेर ६.९% मा पुग्यो, र कठोर टेर्पेन रिंग संरचनाको कारण तन्य शक्ति ४.७०MPa बाट ८.८२MPa मा बढ्यो। थर्मोग्राभिमेट्रिक विश्लेषणले बढेको थर्मल स्थिरता पनि प्रकट गर्‍यो। यो प्रविधिले छाना प्यानल र साइड स्कर्ट जस्ता रेल ट्रान्जिट बाहिरी भागहरूको लागि एकीकृत "एन्टि-फाउलिंग + मौसम-प्रतिरोधी" समाधान प्रदान गर्दछ।

मार्ग २: पोलिमाइन क्रसलिङ्किङले "आत्म-उपचार" प्रविधिलाई सक्षम बनाउँछ

कोटिंग्समा स्व-उपचार एक लोकप्रिय प्रविधिको रूपमा देखा परेको छ, र यस वर्षको अनुसन्धानले यसलाई WPU को मेकानिकल प्रदर्शनसँग संयोजन गरेर "उच्च प्रदर्शन + स्व-उपचार क्षमता" मा दोहोरो सफलता हासिल गरेको छ। क्रसलिंकरको रूपमा पोलिब्यूटिलीन ग्लाइकोल (PTMG), आइसोफोरोन डायसोसाइनेट (IPDI), र पोलिमाइन (PEI) बाट तयार पारिएको क्रसलिंकर WPU ले प्रभावशाली मेकानिकल गुणहरू प्रदर्शन गर्‍यो: १७.१२MPa को तन्य शक्ति र ५१२.२५% को ब्रेकमा लम्बाइ (रबर लचिलोपनको नजिक)।

महत्वपूर्ण कुरा, यसले ३० डिग्री सेल्सियसमा २४ घण्टामा पूर्ण स्व-उपचार प्राप्त गर्छ—मर्मत पछि ३.२६MPa तन्य शक्ति र ४५०.९४% लम्बाइमा पुन: प्राप्ति हुन्छ। यसले यसलाई अटोमोटिभ बम्पर र रेल ट्रान्जिट भित्री भागहरू जस्ता स्क्र्याच-प्रवण भागहरूको लागि अत्यधिक उपयुक्त बनाउँछ, जसले गर्दा मर्मत लागतमा उल्लेखनीय कमी आउँछ।

"न्यानोस्केल इन्टेलिजेन्ट कन्ट्रोल": एन्टी-फाउलिङ कोटिंग्सको लागि "सतह क्रान्ति"

उच्च-अन्त कोटिंग्सको लागि एन्टी-ग्राफिटी र सजिलो सफाई प्रमुख मागहरू हुन्। यस वर्ष, "तरल-जस्तै PDMS न्यानोपूलहरू" मा आधारित फाउलिङ-प्रतिरोधी कोटिंग (NP-GLIDE) ले ध्यान आकर्षित गर्यो। यसको मुख्य सिद्धान्तमा ग्राफ्ट कोपोलिमर पोलियोल-g-PDMS मार्फत पानी-वितरणयोग्य पोलियोल ब्याकबोनमा पोलडाइमिथाइलसिलोक्सेन (PDMS) साइड चेनहरू ग्राफ्ट गर्ने, ३०nm भन्दा सानो व्यासको "न्यानोपूलहरू" बनाउने समावेश छ।

यी न्यानोपूलहरूमा PDMS संवर्धनले कोटिंगलाई "तरल पदार्थ जस्तो" सतह दिन्छ - २३mN/m भन्दा माथि सतह तनाव भएका सबै परीक्षण तरल पदार्थहरू (जस्तै, कफी, तेलको दाग) चिन्ह नछोडिकन चिप्लिन्छन्। ३H (साधारण गिलासको नजिक) को कठोरताको बावजुद, कोटिंगले उत्कृष्ट एन्टी-फाउलिंग प्रदर्शन कायम राख्छ।

थप रूपमा, "भौतिक अवरोध + हल्का सफाई" एन्टी-ग्राफिटी रणनीति प्रस्ताव गरिएको थियो: फिल्म घनत्व बढाउन र भित्तिचित्र प्रवेश रोक्न HDT-आधारित पोलिआइसोसाइनेटमा IPDI ट्रिमर परिचय गराउने, जबकि लामो समयसम्म चल्ने कम सतह ऊर्जा सुनिश्चित गर्न सिलिकन/फ्लोरिन खण्डहरूको माइग्रेसन नियन्त्रण गर्ने। सटीक क्रसलिङ्क घनत्व नियन्त्रणको लागि DMA (गतिशील मेकानिकल विश्लेषण) र इन्टरफेस माइग्रेसन क्यारेक्टराइजेसनको लागि XPS (एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी) सँग संयुक्त, यो प्रविधि औद्योगिकीकरणको लागि तयार छ र अटोमोटिभ पेन्ट र 3C उत्पादन केसिङहरूमा एन्टी-फाउलिंगको लागि नयाँ बेन्चमार्क बन्ने अपेक्षा गरिएको छ।

निष्कर्ष

२०२५ मा, WPU कोटिंग प्रविधि "एकल-प्रदर्शन सुधार" बाट "बहु-कार्यात्मक एकीकरण" मा सर्दैछ। आधारभूत सूत्र अनुकूलन, रासायनिक परिमार्जन सफलताहरू, वा कार्यात्मक डिजाइन नवाचारहरू मार्फत, मुख्य तर्क "वातावरणीय मैत्री" र "उच्च प्रदर्शन" को समन्वयको वरिपरि घुम्छ। अटोमोटिभ र रेल ट्रान्जिट जस्ता उद्योगहरूको लागि, यी प्राविधिक प्रगतिहरूले कोटिंगको आयु बढाउने र मर्मत लागत घटाउने मात्र होइन तर "हरियो उत्पादन" र "उच्च-अन्त प्रयोगकर्ता अनुभव" मा दोहोरो स्तरोन्नति पनि गर्दछ।