Pou adrese pwoblèm kouch an poliyiretàn konvansyonèl yo ki gen tandans pou domaje epi ki manke kapasite oto-gerizon, chèchè yo te devlope kouch an poliyiretàn oto-gerizon ki gen 5% ak 10% an pwa ajan gerizon atravè mekanis sikloadisyon Diels-Alder (DA). Rezilta yo endike ke enkòporasyon ajan gerizon yo ogmante dite kouch la pa 3%-12% epi li rive nan efikasite gerizon reyur 85.6%-93.6% nan 30 minit a 120 °C, sa ki pwolonje lavi sèvis kouch yo anpil. Etid sa a bay yon solisyon inovatè pou pwoteksyon sifas materyèl enjenyè.
Nan domèn materyèl enjenyè yo, reparasyon domaj mekanik nan materyèl kouch yo te lontan yon gwo defi. Malgre ke kouch an poliyiretàn tradisyonèl yo montre ekselan rezistans kont move tan ak adezyon, pèfòmans pwoteksyon yo deteryore rapidman yon fwa reyur oswa fant rive. Enpire pa mekanis oto-gerizon byolojik yo, syantis yo te kòmanse eksplore materyèl oto-gerizon ki baze sou lyezon kovalan dinamik, ak reyaksyon Diels-Alder (DA) a ki te resevwa anpil atansyon akòz kondisyon reyaksyon modere li yo ak reversibilite favorab li yo. Sepandan, rechèch ki deja egziste yo te sitou konsantre sou sistèm poliyiretàn lineyè, kite yon espas vid nan etid pwopriyete oto-gerizon nan kouch an poud poliyiretàn ki kwaze.
Pou kraze baryè teknik sa a, chèchè lokal yo te prezante yon fason inovatè de ajan gerizon DA—anidrid furan-maleik ak furan-bismaleimid—nan yon sistèm résine polyester idroksile, pou devlope yon kouch poud an poliyiretàn ki gen ekselan pwopriyete oto-gerizon. Etid la te itilize ¹H NMR pou konfime estrikti ajan gerizon yo, kalorimetri diferansyèl eskanè (DSC) pou verifye reversibilite reyaksyon DA/retro-DA yo, ak teknik nanoindentasyon ansanm ak pwofilometri sifas pou evalye sistematikman pwopriyete mekanik ak karakteristik sifas kouch yo.
An tèm de teknik eksperimantal kle yo, ekip rechèch la te premye sentetize ajan gerizon DA ki gen idroksil lè l sèvi avèk yon metòd de etap. Apre sa, yo te prepare poud poliuretàn ki gen 5% ak 10% an pwa ajan gerizon atravè melanj fonn, epi yo te aplike sou substrats asye lè l sèvi avèk flite elektwostatik. Lè yo konpare ak gwoup kontwòl san ajan gerizon, yo te envestige enfliyans konsantrasyon ajan gerizon sou pwopriyete materyèl yo sistematikman.
1.Analiz RMN konfime estrikti ajan gerizon an
Espèk 1 H NMR yo te montre ke anidrid furan-maleik (HA-1) ki te mete ak amin nan te prezante pik bag DA karakteristik nan δ = 3.07 ppm ak 5.78 ppm, alòske pwodui furan-bismaleimid (HA-2) la te montre yon siyal pwoton lyezon DA tipik nan δ = 4.69 ppm, sa ki konfime siksè sentèz ajan gerizon yo.
2.DSC revele karakteristik tèmikman reversib
Koub DSC yo te endike ke echantiyon ki genyen ajan gerizon yo te montre pik andotèmik pou reyaksyon DA a nan 75 °C ak pik karakteristik pou reyaksyon retro-DA a nan seri 110-160 °C. Sifas pik la te ogmante ak pi gwo kontni ajan gerizon an, sa ki demontre yon ekselan reversibilite tèmik.
3.Tès nanoindentasyon yo montre amelyorasyon dite a
Tès nanoindentasyon sansib a pwofondè yo te revele ke adisyon 5% ak 10% ajan gerizon ogmante dite kouch la pa 3% ak 12%, respektivman. Yon valè dite 0.227 GPa te kenbe menm nan yon pwofondè 8500 nm, atribiye a rezo kwaze ki fòme ant ajan gerizon yo ak matris poliuretàn lan.
4.Analiz Mòfoloji Sifas
Tès sou aspè sifas yo te montre ke kouch an poliyiretàn pi yo te diminye valè Rz substrati a pa 86%, alòske kouch ki gen ajan gerizon yo te montre yon ti ogmantasyon nan aspè akòz prezans patikil ki pi gwo yo. Imaj FESEM yo te ilistre vizyèlman chanjman nan teksti sifas ki soti nan patikil ajan gerizon yo.
5.Avansman nan efikasite gerizon grate
Obsèvasyon mikwoskopi optik yo te demontre ke kouch ki gen 10% an pwa ajan gerizon, apre tretman chalè a 120 °C pandan 30 minit, te montre yon rediksyon nan lajè reyur soti nan 141 μm a 9 μm, sa ki rive nan yon efikasite gerizon 93.6%. Pèfòmans sa a siyifikativman siperyè sa ki rapòte nan literati ki deja egziste pou sistèm poliuretan lineyè.
Pibliye nan Next Materials, etid sa a ofri plizyè inovasyon: Premyèman, kouch poud an poliyiretàn modifye ak DA yo konbine bon pwopriyete mekanik ak kapasite oto-gerizon, sa ki rive nan yon amelyorasyon dite ki rive jiska 12%. Dezyèmman, itilizasyon teknoloji flite elektwostatik asire yon dispèsyon inifòm ajan gerizon yo nan rezo ki lye kwaze a, sa ki simonte enpresizyon pozisyonman tipik teknik mikwokapsil tradisyonèl yo. Sa ki pi enpòtan, kouch sa yo reyalize yon efikasite gerizon ki wo nan yon tanperati relativman ba (120 °C), sa ki ofri yon pi gwo aplikabilite endistriyèl konpare ak tanperati gerizon 145 °C ki rapòte nan literati ki deja egziste a. Etid la pa sèlman bay yon nouvo apwòch pou pwolonje lavi sèvis kouch jeni yo, men tou li etabli yon kad teyorik pou konsepsyon molekilè kouch fonksyonèl yo atravè analiz kantitatif li sou relasyon "konsantrasyon ajan gerizon-pèfòmans". Optimizasyon nan lavni kontni idroksil nan ajan gerizon yo ak rapò ajan ki kwaze uretdione yo espere pouse plis limit pèfòmans kouch oto-gerizon yo.
Dat piblikasyon: 15 septanm 2025