පොලියුරේතන්: ඩයල්ස්-ඇල්ඩර් ප්‍රතික්‍රියාව මත පදනම් වූ පොලියුරේතන් ස්වයං-සුව කිරීමේ ආලේපනවල මතුපිට දෘඪතාව සහ ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණාංග පිළිබඳ පර්යේෂණ.

සාම්ප්‍රදායික පොලියුරේතන් ආලේපන හානිවලට ගොදුරු වීමේ ප්‍රවණතාව සහ ස්වයං-සුව කිරීමේ හැකියාවන් නොමැතිකම පිළිබඳ ගැටළුව විසඳීම සඳහා, පර්යේෂකයන් Diels–Alder (DA) සයික්ලොඇඩිෂන් යාන්ත්‍රණය හරහා 5 wt% සහ 10 wt% සුව කිරීමේ කාරක අඩංගු ස්වයං-සුව කිරීමේ පොලියුරේතන් ආලේපන සංවර්ධනය කළහ. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ සුව කිරීමේ කාරක ඇතුළත් කිරීම ආලේපන දෘඪතාව 3%–12% කින් වැඩි කරන අතර 120 °C දී මිනිත්තු 30 ක් ඇතුළත 85.6%–93.6% ක සීරීම් සුව කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගන්නා බවත්, ආලේපනවල සේවා කාලය සැලකිය යුතු ලෙස දීර්ඝ කරන බවත්ය. මෙම අධ්‍යයනය ඉංජිනේරු ද්‍රව්‍යවල මතුපිට ආරක්ෂාව සඳහා නව්‍ය විසඳුමක් සපයයි.

ඉංජිනේරු ද්‍රව්‍ය ක්ෂේත්‍රයේ, ආලේපන ද්‍රව්‍යවල යාන්ත්‍රික හානි අලුත්වැඩියා කිරීම දිගු කලක් තිස්සේ ප්‍රධාන අභියෝගයක් වී ඇත. සාම්ප්‍රදායික පොලියුරේතන් ආලේපන විශිෂ්ට කාලගුණ ප්‍රතිරෝධයක් සහ ඇලවීමක් පෙන්නුම් කළද, සීරීම් හෝ ඉරිතැලීම් ඇති වූ පසු ඒවායේ ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වේගයෙන් පිරිහෙයි. ජීව විද්‍යාත්මක ස්වයං-සුව කිරීමේ යාන්ත්‍රණයන්ගෙන් ආභාෂය ලැබූ විද්‍යාඥයින් ගතික සහසංයුජ බන්ධන මත පදනම් වූ ස්වයං-සුව කිරීමේ ද්‍රව්‍ය ගවේෂණය කිරීමට පටන් ගෙන ඇති අතර, එහි මෘදු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් සහ හිතකර ප්‍රතිවර්තනය හේතුවෙන් ඩයල්ස්-ඇල්ඩර් (DA) ප්‍රතික්‍රියාව සැලකිය යුතු අවධානයක් ලබා ගනී. කෙසේ වෙතත්, පවතින පර්යේෂණ ප්‍රධාන වශයෙන් රේඛීය පොලියුරේතන් පද්ධති කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇති අතර, හරස්-සම්බන්ධිත පොලියුරේතන් කුඩු ආලේපනවල ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීමේදී පරතරයක් ඉතිරි කරයි.

මෙම තාක්ෂණික බාධකය බිඳ දැමීම සඳහා, දේශීය පර්යේෂකයන් විසින් DA සුව කිරීමේ කාරක දෙකක් - furan-maleic anhydride සහ furan-bismaleimide - හයිඩ්‍රොක්සිලේටඩ් පොලියෙස්ටර් ෙරසින් පද්ධතියකට නව්‍ය ලෙස හඳුන්වා දුන් අතර, විශිෂ්ට ස්වයං-සුව කිරීමේ ගුණ සහිත පොලියුරේතන් කුඩු ආලේපනයක් සංවර්ධනය කරන ලදී. මෙම අධ්‍යයනයේදී සුව කිරීමේ කාරකවල ව්‍යුහය තහවුරු කිරීම සඳහා ¹H NMR, DA/retro-DA ප්‍රතික්‍රියා වල ප්‍රතිවර්තනය සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා අවකල ස්කෑනිං කැලරිමිතිය (DSC) සහ ආලේපනවල යාන්ත්‍රික ගුණාංග සහ මතුපිට ලක්ෂණ ක්‍රමානුකූලව ඇගයීම සඳහා මතුපිට ප්‍රොෆිලෝමිතිය සමඟ නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරන ලදී.

ප්‍රධාන පර්යේෂණාත්මක ශිල්පීය ක්‍රම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, පර්යේෂණ කණ්ඩායම මුලින්ම පියවර දෙකක ක්‍රමයක් භාවිතා කරමින් හයිඩ්‍රොක්සිල් අඩංගු DA සුව කිරීමේ කාරක සංස්ලේෂණය කළේය. පසුව, 5 wt% සහ 10 wt% සුව කිරීමේ කාරක අඩංගු පොලියුරේතන් කුඩු උණු කිරීමේ මිශ්‍රණය හරහා සකස් කරන ලද අතර, විද්‍යුත් ස්ථිතික ඉසීම භාවිතයෙන් වානේ උපස්ථර මත යොදන ලදී. සුව කිරීමේ කාරක නොමැති පාලන කණ්ඩායම් සමඟ සංසන්දනය කිරීමෙන්, ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග කෙරෙහි සුව කිරීමේ කාරක සාන්ද්‍රණයේ බලපෑම ක්‍රමානුකූලව විමර්ශනය කරන ලදී.

1.NMR විශ්ලේෂණය සුව කිරීමේ නියෝජිත ව්‍යුහය තහවුරු කරයි

1 H NMR වර්ණාවලි මගින් පෙන්නුම් කළේ ඇමයින්-ඇතුළත් කරන ලද ෆියුරාන්-මැලික් ඇන්හයිඩ්‍රයිඩ් (HA-1) δ = 3.07 ppm සහ 5.78 ppm හි ලාක්ෂණික DA වළලු මුදුන් පෙන්නුම් කළ අතර, ෆියුරාන්-බිස්මලයිමයිඩ් ඇඩක්ට් (HA-2) δ = 4.69 ppm හි සාමාන්‍ය DA බන්ධන ප්‍රෝටෝන සංඥාවක් පෙන්නුම් කළ අතර, සුව කිරීමේ කාරකවල සාර්ථක සංස්ලේෂණය තහවුරු කළේය.

2.DSC තාප ප්‍රතිවර්ත්‍ය ලක්ෂණ හෙළි කරයි

DSC වක්‍රවලින් පෙන්නුම් කළේ සුව කිරීමේ කාරක අඩංගු සාම්පල 75 °C දී DA ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා තාප අන්තරාසර්ග උච්චයන් සහ 110–160 °C පරාසයේ ප්‍රති-DA ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා ලාක්ෂණික උච්චයන් පෙන්නුම් කළ බවයි. ඉහළ සුව කිරීමේ කාරක අන්තර්ගතයක් සමඟ උච්ච ප්‍රදේශය වැඩි වූ අතර, විශිෂ්ට තාප ප්‍රතිවර්තනයක් පෙන්නුම් කළේය.

3.නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණ දෘඪතාව වැඩි දියුණු කරයි

ගැඹුරට සංවේදී නැනෝ ඉන්ඩෙන්ටේෂන් පරීක්ෂණවලින් හෙළි වූයේ 5 wt% සහ 10 wt% සුව කිරීමේ කාරක එකතු කිරීම මඟින් ආලේපන දෘඪතාව පිළිවෙලින් 3% සහ 12% කින් වැඩි වූ බවයි. සුව කිරීමේ කාරක සහ පොලියුරේතන් අනුකෘතිය අතර ඇති වූ හරස් සම්බන්ධිත ජාලය හේතුවෙන් 8500 nm ගැඹුරකදී පවා 0.227 GPa ක දෘඪතා අගයක් පවත්වා ගෙන යන ලදී.

4.මතුපිට රූප විද්‍යාව විශ්ලේෂණය

මතුපිට රළුබව පරීක්ෂණ මගින් පිරිසිදු පොලියුරේතන් ආලේපන උපස්ථර Rz අගය 86% කින් අඩු කළ බව පෙන්නුම් කළ අතර, සුව කිරීමේ කාරක සහිත ආලේපන විශාල අංශු පැවතීම හේතුවෙන් රළුබවෙහි සුළු වැඩිවීමක් පෙන්නුම් කළේය. සුව කිරීමේ කාරක අංශු හේතුවෙන් මතුපිට වයනයෙහි සිදුවන වෙනස්කම් FESEM රූප දෘශ්‍යමය වශයෙන් නිරූපණය කළේය.

5.සීරීම් සුව කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයේ ඉදිරි ගමන

දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂීය නිරීක්ෂණවලින් පෙන්නුම් කළේ 10 wt% සුව කිරීමේ කාරකයක් අඩංගු ආලේපන, 120 °C දී මිනිත්තු 30ක් තාප පිරියම් කිරීමෙන් පසුව, සීරීම් පළල 141 μm සිට 9 μm දක්වා අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළ බවත්, එමඟින් 93.6% ක සුව කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් අත්කර ගත් බවත්ය. රේඛීය පොලියුරේතන් පද්ධති සඳහා පවතින සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති කාර්ය සාධනයට වඩා මෙම කාර්ය සාධනය සැලකිය යුතු ලෙස උසස් ය.

Next Materials හි ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද මෙම අධ්‍යයනය බහුවිධ නවෝත්පාදනයන් ඉදිරිපත් කරයි: පළමුව, සංවර්ධනය කරන ලද DA-නවීකරණය කරන ලද පොලියුරේතන් කුඩු ආලේපන ස්වයං-සුව කිරීමේ හැකියාව සමඟ හොඳ යාන්ත්‍රික ගුණාංග ඒකාබද්ධ කර 12% දක්වා දෘඪතාව වැඩි දියුණුවක් ලබා ගනී. දෙවනුව, විද්‍යුත් ස්ථිතික ඉසින තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම හරස්-සම්බන්ධිත ජාලය තුළ සුව කිරීමේ කාරක ඒකාකාරව විසුරුවා හැරීම සහතික කරයි, සාම්ප්‍රදායික ක්ෂුද්‍ර කැප්සියුල ශිල්පීය ක්‍රමවල සාමාන්‍ය ස්ථානගත කිරීමේ නිරවද්‍යතාවය ජය ගනී. වඩාත්ම වැදගත් දෙය නම්, මෙම ආලේපන සාපේක්ෂව අඩු උෂ්ණත්වයකදී (120 °C) ඉහළ සුව කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගන්නා අතර, පවතින සාහිත්‍යයේ වාර්තා කර ඇති 145 °C සුව කිරීමේ උෂ්ණත්වයට සාපේක්ෂව වැඩි කාර්මික යෙදීමක් ලබා දෙයි. මෙම අධ්‍යයනය ඉංජිනේරු ආලේපනවල සේවා කාලය දීර්ඝ කිරීම සඳහා නව ප්‍රවේශයක් සපයනවා පමණක් නොව, "සුව කිරීමේ කාරක සාන්ද්‍රණය-කාර්ය සාධනය" සම්බන්ධතාවය පිළිබඳ එහි ප්‍රමාණාත්මක විශ්ලේෂණය හරහා ක්‍රියාකාරී ආලේපනවල අණුක නිර්මාණය සඳහා න්‍යායාත්මක රාමුවක් ද ස්ථාපිත කරයි. සුව කිරීමේ කාරකවල හයිඩ්‍රොක්සයිල් අන්තර්ගතය සහ යූරෙටියෝන් හරස්-සම්බන්ධක අනුපාතය අනාගත ප්‍රශස්තිකරණය ස්වයං-සුව කිරීමේ ආලේපනවල කාර්ය සාධන සීමාවන් තවදුරටත් තල්ලු කරනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.