פּאָליורעטאַן: פאָרשונג אויף ייבערפלאַך כאַרדנאַס און זיך-היילנדיק פּראָפּערטיעס פון פּאָליורעטאַן זיך-היילנדיק קאָוטינגז באַזירט אויף די דיעלס-אַלדער רעאַקציע

כדי צו אַדרעסירן דעם פּראָבלעם פון קאַנווענשאַנעלע פּאָליורעטאַן קאָוטינגז וואָס זענען אונטערטעניק צו שעדיקן און פעלן זיך-היילונג קייפּאַבילאַטיז, האָבן פאָרשער דעוועלאָפּעד זיך-היילונג פּאָליורעטאַן קאָוטינגז מיט 5 wt% און 10 wt% היילונג אגענטן דורך די דיעלס-אַלדער (DA) ציקלאָאַדישאַן מעקאַניזאַם. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די ינקאָרפּעריישאַן פון היילונג אגענטן פאַרגרעסערט קאָוטינג כאַרדנאַס מיט 3%-12% און דערגרייכט קראַצן היילונג עפעקטיוונאַס פון 85.6%-93.6% אין 30 מינוט ביי 120 °C, וואָס באַדייטנד פאַרלענגערט די לעבן פון די קאָוטינגז. די שטודיע גיט אַן ינאָוואַטיווע לייזונג פֿאַר ייבערפלאַך שוץ פון אינזשעניריע מאַטעריאַלס.

אין דעם פעלד פון אינזשעניריע מאַטעריאַלן, איז די רעפּאַראַטור פון מעכאַנישע שאָדן אין קאָוטינג מאַטעריאַלן לאַנג געווען אַ גרויסע אַרויסרופן. כאָטש טראַדיציאָנעלע פּאָליורעטהאַן קאָוטינגז ווייַזן ויסגעצייכנט וועטער קעגנשטעל און אַדכיזשאַן, זייער פּראַטעקטיוו פאָרשטעלונג דיטיריערייץ געשווינד אַמאָל קראַצן אָדער ריסן פאַלן. ינספּירירט דורך ביאָלאָגיש זיך-היילונג מעקאַניזאַמז, האָבן וויסנשאַפֿטלער אָנגעהויבן ויספאָרשן זיך-היילונג מאַטעריאַלן באזירט אויף דינאַמיש קאָוואַלענט בונדן, מיט די דיעלס-אַלדער (DA) רעאַקציע באַקומען באַטייטיק ופמערקזאַמקייט רעכט צו זייַן מילד רעאַקציע באדינגונגען און גינציק ריווערסאַביליטי. אָבער, יגזיסטינג פאָרשונג האט בפֿרט פאָוקיסט אויף לינעאַר פּאָליורעטהאַן סיסטעמען, לאַזינג אַ ריס אין די לערנען פון זיך-היילונג פּראָפּערטיעס אין קראָס-לינגקט פּאָליורעטהאַן פּודער קאָוטינגז.

כדי צו דורכברעכן דעם טעכנישן באַריער, האָבן לאָקאַלע פֿאָרשער אויף אַן אינאָוואַטיוון אופֿן אײַנגעפֿירט צוויי DA היילונגס־אַגענטן—פֿוראַן-מאַלעיק אַנהידריד און פֿוראַן-ביסמאַלעאימיד—אין אַ הידראָקסילירטן פּאָליעסטער רעזין סיסטעם, און אַזוי אַנטוויקלט אַ פּאָליורעטאַן פּודער באַדעקונג מיט אויסגעצייכנטע זיך־היילונגס־אייגנשאַפֿטן. די שטודיע האָט גענוצט ¹H NMR צו באַשטעטיקן די סטרוקטור פֿון די היילונגס־אַגענטן, דיפֿערענציעל סקאַנינג קאַלאָרימעטריע (DSC) צו וועריפֿיצירן די רעווערסיבילאַטי פֿון די DA/רעטראָ־DA רעאַקציעס, און נאַנאָאינדענטאַציע טעכניקן צוזאַמען מיט ייבערפֿלאַך פּראָפֿילאָמעטריע צו סיסטעמאַטיש אָפּשאַצן די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן און ייבערפֿלאַך כאַראַקטעריסטיקס פֿון די באַדעקונגען.

אין באַצוג צו שליסל עקספּערימענטאַלע טעקניקס, האָט די פֿאָרשונג־מאַנשאַפֿט ערשט סינטעזירט הידראָקסיל־האַלטיקע DA היילונגס־אַגענטן מיט אַ צוויי־שטאַפּל מעטאָד. דערנאָך זענען פּאָליורעטאַן פּודערס מיט 5 וואָג־% און 10 וואָג־% היילונגס־אַגענטן צוגעגרייט געוואָרן דורך צעשמעלץ־מישן, און אויפֿגעטראָגן אויף שטאָל־סובסטראַטן מיט עלעקטראָסטאַטישן שפּריצן. דורך פֿאַרגלייַכן מיט קאָנטראָל־גרופּעס אָן היילונגס־אַגענטן, איז דער השפּעה פֿון דער קאָנצענטראַציע פֿון היילונגס־אַגענטן אויף מאַטעריאַל־אייגנשאַפֿטן סיסטעמאַטיש אויסגעפֿאָרשט געוואָרן.

1.NMR אנאליז באשטעטיגט די סטרוקטור פון די היילונגס-אגענט

1H NMR ספּעקטראַ האָט געוויזן אַז אַמין-אינסערווירטע פוראַן-מאַלעיק אַנהידריד (HA-1) האָט אויסגעוויזן כאַראַקטעריסטישע DA רינג שפּיצן ביי δ = 3.07 ppm און 5.78 ppm, בשעת דער פוראַן-ביסמאַלעאימיד אַדאַקט (HA-2) האָט געוויזן אַ טיפּיש DA בונד פּראָטאָן סיגנאַל ביי δ = 4.69 ppm, באַשטעטיקנדיק די געראָטענע סינטעז פון די היילונגס אַגענטן.

2.די-עס-סי אַנטפּלעקט טערמיש ריווערסיבלע קעראַקטעריסטיקס

DSC קורוועס האבן געוויזן אז מוסטערן מיט היילונגס-אגענטן האבן אויסגעוויזן ענדאטערמישע שפיצן פאר דער DA רעאקציע ביי 75 °C און כאראקטעריסטישע שפיצן פאר דער רעטרא-DA רעאקציע אין די קייט פון 110–160 °C. די שפּיץ שטח האט געוואקסן מיט העכערן היילונגס-אגענט אינהאלט, דעמאנסטרירנדיג אן אויסגעצייכנטע טערמישע רעווערסיביליטי.

3.נאַנאָאינדענטאַציע טעסטן ווייַזן פֿאַרבעסערונג אין כאַרדנאַס

טיפקייט-סענסיטיווע נאַנאָאינדענטאַציע טעסטן האָבן געוויזן אַז די צוגאב פון 5 wt% און 10 wt% היילונג אגענטן האָט פארגרעסערט די קאָוטינג כאַרדנאַס מיט 3% און 12%, ריספּעקטיוולי. א כאַרדנאַס ווערט פון 0.227 GPa איז געווען מיינטיינד אפילו ביי א טיפקייט פון 8500 נם, אַטריביאַטאַד צו די קראָס-לינקד נעץ געשאפן צווישן די היילונג אגענטן און די פּאָליורעטהאַן מאַטריץ.

4.ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע אַנאַליז

ייבערפלאַך ראַפנאַס טעסץ האָבן געוויזן אַז ריין פּאָליורעטאַן קאָוטינגז האָבן רידוסט די סאַבסטראַט Rz ווערט מיט 86%, בשעת קאָוטינגז מיט היילונג אַגענטן האָבן געוויזן אַ קליין פאַרגרעסערונג אין ראַפנאַס רעכט צו דער בייַזייַן פון גרעסערע פּאַרטיקאַלז. FESEM בילדער וויזשוואַלי אילוסטרירט ענדערונגען אין ייבערפלאַך טעקסטור ריזאַלטינג פון די היילונג אַגענט פּאַרטיקאַלז.

5.דורכברוך אין קראַצן היילונג עפעקטיווקייט

אָפּטישע מיקראָסקאָפּיע אָבסערוואַציעס האָבן געוויזן אַז קאָוטינגז מיט 10 wt% היילונגס-אַגענט, נאָך היץ באַהאַנדלונג ביי 120 °C פֿאַר 30 מינוט, האָבן געוויזן אַ רעדוקציע אין קראַצן ברייט פון 141 μm צו 9 μm, דערגרייכנדיק אַ היילונג עפעקטיווקייט פון 93.6%. די פאָרשטעלונג איז באַדייטנד העכער ווי די וואָס איז געמאלדן אין עקזיסטירנדיקער ליטעראַטור פֿאַר לינעאַר פּאָליורעטהאַן סיסטעמען.

ארויסגעגעבן אין Next Materials, אָפערט די שטודיע קייפל כידעשים: ערשטנס, די אַנטוויקלטע DA-מאָדיפיצירטע פּאָליורעטאַן פּודער קאָוטינגז קאָמבינירן גוטע מעכאַנישע אייגנשאַפטן מיט זיך-היילנדיקע פיייקייט, דערגרייכנדיק אַ פֿאַרבעסערונג אין כאַרדנאַס פון ביז 12%. צווייטנס, די נוצן פון עלעקטראָסטאַטישער שפּריץ טעכנאָלאָגיע גאַראַנטירט מונדיר פאַרשפּרייטונג פון היילונג אגענטן אין די קראָס-לינקד נעץ, איבערקומען די פּאַזישאַנינג אומאַקיעראַסי טיפּיש פון טראַדיציאָנעלע מיקראָקאַפּסול טעקניקס. וויכטיקסטנס, די קאָוטינגז דערגרייכן הויך היילונג עפעקטיווקייט ביי אַ רעלאַטיוו נידעריק טעמפּעראַטור (120 °C), אָפפערינג גרעסערע אינדוסטריעלע אַפּליקאַביליטי קאַמפּערד צו די 145 °C היילונג טעמפּעראַטור געמאלדן אין עקסיסטירנדיקער ליטעראַטור. די שטודיע ניט בלויז גיט אַ נייַע צוגאַנג צו פאַרלענגערן די דינסט לעבן פון אינזשעניריע קאָוטינגז אָבער אויך גרינדן אַ טעאָרעטישע פריימווערק פֿאַר די מאָלעקולאַר פּלאַן פון פאַנגקשאַנאַל קאָוטינגז דורך איר קוואַנטיטאַטיווע אַנאַליסיס פון די "היילונג אַגענט קאַנסאַנטריישאַן-פאָרשטעלונג" שייכות. צוקונפֿט אָפּטימיזאַציע פון ​​די הידראָקסיל אינהאַלט אין היילונג אגענטן און די פאַרהעלטעניש פון ורעטידיאָן קראָס-לינקערס איז געריכט צו ווייטער שטופּן די פאָרשטעלונג לימאַץ פון זיך-היילונג קאָוטינגז.