परम्परागत पोलियुरेथेन कोटिंग्स क्षतिग्रस्त हुने र आत्म-उपचार क्षमताको अभावको समस्यालाई सम्बोधन गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले Diels-Alder (DA) साइक्लोएडिसन संयन्त्र मार्फत ५ wt% र १० wt% उपचार एजेन्टहरू भएको स्व-उपचार पोलियुरेथेन कोटिंग्स विकास गरे। नतिजाहरूले संकेत गर्दछ कि उपचार एजेन्टहरूको समावेशले कोटिंगको कठोरता ३%–१२% ले बढाउँछ र १२० डिग्री सेल्सियसमा ३० मिनेट भित्र ८५.६%–९३.६% को स्क्र्याच उपचार दक्षता प्राप्त गर्दछ, जसले कोटिंग्सको सेवा जीवनलाई उल्लेखनीय रूपमा विस्तार गर्दछ। यो अध्ययनले इन्जिनियरिङ सामग्रीहरूको सतह सुरक्षाको लागि एक नवीन समाधान प्रदान गर्दछ।
इन्जिनियरिङ सामग्रीको क्षेत्रमा, कोटिंग सामग्रीहरूमा हुने यान्त्रिक क्षतिको मर्मत लामो समयदेखि एउटा प्रमुख चुनौती रहेको छ। परम्परागत पोलियुरेथेन कोटिंगहरूले उत्कृष्ट मौसम प्रतिरोध र आसंजन प्रदर्शन गरे तापनि, खरोंच वा दरारहरू देखा परेपछि तिनीहरूको सुरक्षात्मक प्रदर्शन द्रुत रूपमा बिग्रन्छ। जैविक स्व-उपचार संयन्त्रबाट प्रेरित भएर, वैज्ञानिकहरूले गतिशील सहसंयोजक बन्धनमा आधारित स्व-उपचार सामग्रीहरूको अन्वेषण गर्न थालेका छन्, जसमा Diels-Alder (DA) प्रतिक्रियाले यसको हल्का प्रतिक्रिया अवस्था र अनुकूल उल्टोपनको कारणले महत्त्वपूर्ण ध्यान प्राप्त गरेको छ। यद्यपि, अवस्थित अनुसन्धानले मुख्यतया रैखिक पोलियुरेथेन प्रणालीहरूमा ध्यान केन्द्रित गरेको छ, जसले क्रस-लिङ्क गरिएको पोलियुरेथेन पाउडर कोटिंगहरूमा स्व-उपचार गुणहरूको अध्ययनमा खाडल छोडेको छ।
यस प्राविधिक अवरोधलाई तोड्न, घरेलु अनुसन्धानकर्ताहरूले नवीन रूपमा दुई DA उपचार एजेन्टहरू - फ्युरान-मलेइक एनहाइड्राइड र फ्युरान-बिस्मालेइमाइड - लाई हाइड्रोक्सिलेटेड पलिएस्टर रेजिन प्रणालीमा प्रस्तुत गरे, उत्कृष्ट आत्म-उपचार गुणहरू भएको पोलियुरेथेन पाउडर कोटिंग विकास गर्दै। अध्ययनले उपचार एजेन्टहरूको संरचना पुष्टि गर्न ¹H NMR, DA/रेट्रो-DA प्रतिक्रियाहरूको उल्टोपन प्रमाणित गर्न विभेदक स्क्यानिङ क्यालोरीमेट्री (DSC), र कोटिंगहरूको मेकानिकल गुणहरू र सतह विशेषताहरूको व्यवस्थित मूल्याङ्कन गर्न सतह प्रोफाइलोमेट्रीसँगै न्यानोइन्डेन्टेसन प्रविधिहरू प्रयोग गर्यो।
प्रमुख प्रयोगात्मक प्रविधिहरूको सन्दर्भमा, अनुसन्धान टोलीले पहिलो पटक दुई-चरण विधि प्रयोग गरेर हाइड्रोक्सिल-युक्त DA उपचार एजेन्टहरू संश्लेषित गर्यो। त्यसपछि, ५ wt% र १० wt% उपचार एजेन्टहरू भएको पोलियुरेथेन पाउडरहरू पग्लिएको मिश्रण मार्फत तयार पारियो, र इलेक्ट्रोस्टेटिक स्प्रेइङ प्रयोग गरेर स्टील सब्सट्रेटहरूमा लागू गरियो। उपचार एजेन्टहरू बिना नियन्त्रण समूहहरूसँग तुलना गरेर, सामग्री गुणहरूमा उपचार एजेन्ट एकाग्रताको प्रभाव व्यवस्थित रूपमा अनुसन्धान गरियो।
1.NMR विश्लेषणले निको पार्ने एजेन्ट संरचना पुष्टि गर्छ
१ एच एनएमआर स्पेक्ट्राले देखाएको छ कि एमाइन-इन्सर्ट गरिएको फ्युरान-मलेइक एनहाइड्राइड (HA-1) ले δ = ३.०७ पीपीएम र ५.७८ पीपीएममा विशेषतायुक्त डीए रिंग शिखरहरू प्रदर्शन गरेको छ, जबकि फ्युरान-बिस्मेलिमाइड एडक्ट (HA-2) ले δ = ४.६९ पीपीएममा एक विशिष्ट डीए बन्ड प्रोटोन संकेत प्रदर्शन गरेको छ, जसले उपचार एजेन्टहरूको सफल संश्लेषण पुष्टि गर्दछ।
2.DSC ले थर्मली रिभर्सिबल विशेषताहरू प्रकट गर्दछ
DSC वक्रहरूले संकेत गरे कि उपचारक एजेन्टहरू भएका नमूनाहरूले ७५ °C मा DA प्रतिक्रियाको लागि एन्डोथर्मिक शिखरहरू र ११०-१६० °C को दायरामा रेट्रो-DA प्रतिक्रियाको लागि विशेषता शिखरहरू प्रदर्शन गरे। उच्च उपचारक एजेन्ट सामग्रीको साथ शिखर क्षेत्र बढ्यो, उत्कृष्ट थर्मल रिभर्सिबिलिटी प्रदर्शन गर्दै।
3.न्यानोइन्डेन्टेसन परीक्षणहरूले कठोरतामा सुधार देखाउँछन्
गहिराइ-संवेदनशील न्यानोइन्डेन्टेसन परीक्षणहरूले पत्ता लगाए कि ५ wt% र १० wt% उपचार एजेन्टहरू थप्दा कोटिंगको कठोरता क्रमशः ३% र १२% ले बढ्यो। ८५०० nm को गहिराइमा पनि ०.२२७ GPa को कठोरता मान कायम राखिएको थियो, जुन उपचार एजेन्टहरू र पोलियुरेथेन म्याट्रिक्स बीच बनेको क्रस-लिङ्क गरिएको नेटवर्कलाई श्रेय दिइएको थियो।
4.सतह आकार विज्ञान विश्लेषण
सतहको खस्रोपन परीक्षणहरूले देखाएको छ कि शुद्ध पोलियुरेथेन कोटिंग्सले सब्सट्रेट Rz मानलाई ८६% ले घटाएको छ, जबकि उपचार गर्ने एजेन्टहरू भएका कोटिंग्सले ठूला कणहरूको उपस्थितिको कारणले गर्दा खस्रोपनमा थोरै वृद्धि देखाएको छ। FESEM छविहरूले उपचार गर्ने एजेन्ट कणहरूको परिणामस्वरूप सतहको बनावटमा परिवर्तनहरू दृश्यात्मक रूपमा चित्रण गर्दछ।
5.स्क्र्याच हिलिंग दक्षतामा सफलता
अप्टिकल माइक्रोस्कोपी अवलोकनहरूले १२० डिग्री सेल्सियसमा ३० मिनेटको लागि ताप उपचार पछि १० wt% उपचार एजेन्ट भएको कोटिंग्सले स्क्र्याच चौडाइ १४१ μm बाट ९ μm मा घटेको देखाएको छ, जसले ९३.६% को उपचार दक्षता प्राप्त गरेको छ। यो प्रदर्शन रेखीय पोलियुरेथेन प्रणालीहरूको लागि अवस्थित साहित्यमा रिपोर्ट गरिएको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छ।
नेक्स्ट मटेरियल्समा प्रकाशित, यो अध्ययनले धेरै आविष्कारहरू प्रदान गर्दछ: पहिलो, विकसित DA-परिमार्जित पोलियुरेथेन पाउडर कोटिंग्सले राम्रो मेकानिकल गुणहरूलाई आत्म-उपचार क्षमतासँग संयोजन गर्दछ, जसले १२% सम्मको कठोरता सुधार प्राप्त गर्दछ। दोस्रो, इलेक्ट्रोस्टेटिक स्प्रेइङ प्रविधिको प्रयोगले परम्परागत माइक्रोक्याप्सुल प्रविधिहरूको विशिष्ट स्थिति अशुद्धतालाई पार गर्दै, क्रस-लिङ्क गरिएको नेटवर्क भित्र उपचार एजेन्टहरूको एकरूप फैलावट सुनिश्चित गर्दछ। सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा, यी कोटिंग्सले अपेक्षाकृत कम तापक्रम (१२० °C) मा उच्च उपचार दक्षता प्राप्त गर्दछ, अवस्थित साहित्यमा रिपोर्ट गरिएको १४५ °C उपचार तापमानको तुलनामा बढी औद्योगिक प्रयोज्यता प्रदान गर्दछ। अध्ययनले इन्जिनियरिङ कोटिंग्सको सेवा जीवन विस्तार गर्न नयाँ दृष्टिकोण मात्र प्रदान गर्दैन तर "उपचार एजेन्ट एकाग्रता-प्रदर्शन" सम्बन्धको मात्रात्मक विश्लेषण मार्फत कार्यात्मक कोटिंग्सको आणविक डिजाइनको लागि सैद्धान्तिक रूपरेखा पनि स्थापित गर्दछ। उपचार एजेन्टहरूमा हाइड्रोक्सिल सामग्रीको भविष्यको अनुकूलन र युरेटडियोन क्रस-लिङ्करहरूको अनुपातले आत्म-उपचार कोटिंग्सको प्रदर्शन सीमालाई थप धक्का दिने अपेक्षा गरिएको छ।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-१५-२०२५