ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್: ಡೈಲ್ಸ್-ಆಲ್ಡರ್ ಕ್ರಿಯೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಲೇಪನಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಗಡಸುತನ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಕುರಿತು ಸಂಶೋಧನೆ.

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಲೇಪನಗಳು ಹಾನಿಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳ ಕೊರತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಡಯಲ್ಸ್-ಆಲ್ಡರ್ (DA) ಸೈಕ್ಲೋಆಡಿಷನ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಮೂಲಕ 5 wt% ಮತ್ತು 10 wt% ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಲೇಪನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಲೇಪನದ ಗಡಸುತನವನ್ನು 3%–12% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 120 °C ನಲ್ಲಿ 30 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ 85.6%–93.6% ರಷ್ಟು ಸ್ಕ್ರಾಚ್ ಹೀಲಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಲೇಪನಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ರಕ್ಷಣೆಗೆ ಒಂದು ನವೀನ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಲೇಪನ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಹಾನಿಯ ದುರಸ್ತಿ ಬಹಳ ಹಿಂದಿನಿಂದಲೂ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಲೇಪನಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಹವಾಮಾನ ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆಯಾದರೂ, ಗೀರುಗಳು ಅಥವಾ ಬಿರುಕುಗಳು ಸಂಭವಿಸಿದ ನಂತರ ಅವುಗಳ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ವೇಗವಾಗಿ ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತದೆ. ಜೈವಿಕ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಪ್ರೇರಿತರಾಗಿ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಡೈನಾಮಿಕ್ ಕೋವೆಲನ್ಸಿಯ ಬಂಧಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಡೈಲ್ಸ್-ಆಲ್ಡರ್ (DA) ಕ್ರಿಯೆಯು ಅದರ ಸೌಮ್ಯವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲಕರವಾದ ಹಿಮ್ಮುಖತೆಯಿಂದಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಗಮನವನ್ನು ಸೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ರೇಖೀಯ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಿದೆ, ಅಡ್ಡ-ಸಂಯೋಜಿತ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಪುಡಿ ಲೇಪನಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಅಂತರವನ್ನು ಬಿಟ್ಟಿದೆ.

ಈ ತಾಂತ್ರಿಕ ತಡೆಗೋಡೆಯನ್ನು ಭೇದಿಸಲು, ದೇಶೀಯ ಸಂಶೋಧಕರು ಎರಡು ಡಿಎ ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು - ಫ್ಯೂರಾನ್-ಮಾಲಿಕ್ ಅನ್‌ಹೈಡ್ರೈಡ್ ಮತ್ತು ಫ್ಯೂರಾನ್-ಬಿಸ್ಮಲೈಮೈಡ್ - ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲೇಟೆಡ್ ಪಾಲಿಯೆಸ್ಟರ್ ರಾಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ನವೀನವಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಿದರು, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಪೌಡರ್ ಲೇಪನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು. ಅಧ್ಯಯನವು ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಲು ¹H NMR, DA/ರೆಟ್ರೊ-DA ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಹಿಮ್ಮುಖತೆಯನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಕ್ಯಾಲೋರಿಮೆಟ್ರಿ (DSC) ಮತ್ತು ಲೇಪನಗಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರೊಫಿಲೋಮೆಟ್ರಿಯೊಂದಿಗೆ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು.

ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ತಂತ್ರಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಮೊದಲು ಎರಡು-ಹಂತದ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ DA ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿತು. ತರುವಾಯ, 5 wt% ಮತ್ತು 10 wt% ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಮಿಶ್ರಣದ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಸಿಂಪರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉಕ್ಕಿನ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳಿಲ್ಲದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಗುಂಪುಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು.

1.NMR ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತದೆ

1 H NMR ವರ್ಣಪಟಲವು ಅಮೈನ್-ಸೇರಿಸಿದ ಫ್ಯೂರಾನ್-ಮಲೇಕ್ ಅನ್‌ಹೈಡ್ರೈಡ್ (HA-1) δ = 3.07 ppm ಮತ್ತು 5.78 ppm ನಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ DA ರಿಂಗ್ ಶಿಖರಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಆದರೆ ಫ್ಯೂರಾನ್-ಬಿಸ್ಮಲೇಮೈಡ್ ಸಂಯೋಜಕ (HA-2) δ = 4.69 ppm ನಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ DA ಬಂಧ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು, ಇದು ಗುಣಪಡಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳ ಯಶಸ್ವಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ದೃಢಪಡಿಸುತ್ತದೆ.

2.ಡಿಎಸ್‌ಸಿ ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಬಹುದಾದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ

ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಾದರಿಗಳು 75 °C ನಲ್ಲಿ DA ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಶಿಖರಗಳನ್ನು ಮತ್ತು 110–160 °C ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ರೆಟ್ರೊ-DA ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ವಿಶಿಷ್ಟ ಶಿಖರಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿವೆ ಎಂದು DSC ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ಸೂಚಿಸಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರದೇಶವು ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು, ಇದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ಹಿಮ್ಮುಖತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು.

3.ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಗಡಸುತನ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ

ಆಳ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ನ್ಯಾನೊಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು 5 wt% ಮತ್ತು 10 wt% ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ಲೇಪನದ ಗಡಸುತನವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 3% ಮತ್ತು 12% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ ಎಂದು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು. ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ನಡುವೆ ರೂಪುಗೊಂಡ ಅಡ್ಡ-ಸಂಯೋಜಿತ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ನಿಂದಾಗಿ 8500 nm ಆಳದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ 0.227 GPa ಗಡಸುತನದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು.

4.ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಶುದ್ಧ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಲೇಪನಗಳು ತಲಾಧಾರದ Rz ಮೌಲ್ಯವನ್ನು 86% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ, ಆದರೆ ಗುಣಪಡಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳೊಂದಿಗಿನ ಲೇಪನಗಳು ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಒರಟುತನದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದವು. FESEM ಚಿತ್ರಗಳು ಗುಣಪಡಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್ ಕಣಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ದೃಷ್ಟಿಗೋಚರವಾಗಿ ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ.

5.ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಚ್ ಹೀಲಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿ

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅವಲೋಕನಗಳು, 10 wt% ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಲೇಪನಗಳನ್ನು 120 °C ನಲ್ಲಿ 30 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ನಂತರ, ಗೀರು ಅಗಲವನ್ನು 141 μm ನಿಂದ 9 μm ಗೆ ಇಳಿಸಿ, 93.6% ಹೀಲಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಈ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ರೇಖೀಯ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ.

ಮುಂದಿನ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಬಹು ನಾವೀನ್ಯತೆಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ: ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ DA-ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಪೌಡರ್ ಲೇಪನಗಳು ಸ್ವಯಂ-ಗುಣಪಡಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ, 12% ವರೆಗೆ ಗಡಸುತನದ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಸಿಂಪಡಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಬಳಕೆಯು ಕ್ರಾಸ್-ಲಿಂಕ್ಡ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳ ಏಕರೂಪದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮೈಕ್ರೋಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ ತಂತ್ರಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಸ್ಥಾನಿಕ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಬಹು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಈ ಲೇಪನಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (120 °C) ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೀಲಿಂಗ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ, ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ವರದಿಯಾದ 145 °C ಹೀಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಲೇಪನಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಲ್ಲದೆ, "ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ" ಸಂಬಂಧದ ಪರಿಮಾಣಾತ್ಮಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಲೇಪನಗಳ ಆಣ್ವಿಕ ವಿನ್ಯಾಸಕ್ಕಾಗಿ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಚೌಕಟ್ಟನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಲಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಅಂಶದ ಭವಿಷ್ಯದ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಯುರೆಟಿಯೋನ್ ಕ್ರಾಸ್-ಲಿಂಕರ್‌ಗಳ ಅನುಪಾತವು ಸ್ವಯಂ-ಹೀಲಿಂಗ್ ಲೇಪನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.