Domin magance matsalar shafa fenti na polyurethane na gargajiya da ke iya lalacewa da rashin ƙarfin warkar da kai, masu bincike sun ƙirƙiro shafa fenti na polyurethane masu warkar da kai waɗanda ke ɗauke da sinadaran warkarwa na wt% 5 da wt% 10 ta hanyar tsarin cycloaddition na Diels-Alder (DA). Sakamakon ya nuna cewa haɗa magungunan warkarwa yana ƙara taurin shafa da kashi 3%-12% kuma yana cimma ingancin warkar da karce na kashi 85.6%-93.6% cikin mintuna 30 a zafin jiki na 120 °C, wanda hakan ke ƙara tsawon rayuwar shafa fenti sosai. Wannan binciken yana ba da mafita mai kyau don kariyar saman kayan injiniya.
A fannin kayan injiniya, gyaran lalacewar injiniya a cikin kayan shafa ya daɗe yana zama babban ƙalubale. Duk da cewa murfin polyurethane na gargajiya yana nuna kyakkyawan juriya ga yanayi da mannewa, aikin kariyarsu yana raguwa da sauri da zarar sun fara karce ko fashe. An yi wahayi zuwa gare su ta hanyar hanyoyin warkar da kai na halitta, masana kimiyya sun fara binciken kayan warkar da kai bisa ga haɗin gwiwa mai ƙarfi, tare da amsawar Diels-Alder (DA) yana samun kulawa sosai saboda yanayin amsawar sa mai sauƙi da kuma sauƙin juyawa mai kyau. Duk da haka, binciken da ake da shi ya fi mayar da hankali kan tsarin polyurethane mai layi, yana barin gibi a cikin nazarin halayen warkar da kai a cikin murfin foda na polyurethane mai alaƙa.
Domin karya wannan shingen fasaha, masu bincike na cikin gida sun gabatar da wasu magunguna guda biyu na warkarwa na DA - furan-maleic anhydride da furan-bismaleemide - cikin tsarin resin polyester mai hydroxylated, suna haɓaka murfin foda na polyurethane tare da kyawawan kaddarorin warkarwa. Binciken ya yi amfani da ¹H NMR don tabbatar da tsarin magungunan warkarwa, calorimetry na duba bambanci (DSC) don tabbatar da sake juyar da halayen DA/retro-DA, da dabarun nanoindentation tare da bayanin saman don tantance halayen injiniya da halayen saman rufin.
Dangane da manyan dabarun gwaji, ƙungiyar binciken ta fara haɗa magungunan warkarwa na DA masu ɗauke da hydroxyl ta amfani da hanyar matakai biyu. Daga baya, an shirya foda polyurethane da ke ɗauke da magungunan warkarwa na wt% 5 da wt% 10 ta hanyar haɗa narkewa, sannan aka shafa a kan abubuwan da aka yi amfani da su a ƙarfe ta amfani da feshi na lantarki. Ta hanyar kwatantawa da ƙungiyoyin sarrafawa ba tare da magungunan warkarwa ba, an binciki tasirin yawan sinadarin warkarwa akan kaddarorin abu cikin tsari.
1.Binciken NMR Ya Tabbatar da Tsarin Maganin Waraka
1 H NMR spectra ya nuna cewa anhydride na amine da aka saka furan-maleic anhydride (HA-1) ya nuna alamun kololuwar zoben DA a δ = 3.07 ppm da 5.78 ppm, yayin da furan-bismaleemide adduct (HA-2) ya nuna siginar DA bond proton ta yau da kullun a δ = 4.69 ppm, yana tabbatar da nasarar haɗa magungunan warkarwa.
2.DSC Ta Bayyana Halayen Da Za A Iya Juyawa A Yanayin Zafi
Lanƙwasa na DSC sun nuna cewa samfuran da ke ɗauke da magungunan warkarwa sun nuna kololuwar endothermic don amsawar DA a 75 °C da kuma kololuwar halaye don amsawar retro-DA a cikin kewayon 110-160 °C. Yankin kololuwar ya ƙaru tare da ƙarin abun ciki na maganin warkarwa, wanda ke nuna kyakkyawan juyar da zafi.
3.Gwaje-gwajen Nanoindentation Sun Nuna Ingantaccen Tauri
Gwaje-gwajen nanoindentation masu saurin fahimta sun nuna cewa ƙarin maganin warkarwa na wt% 5 da wt% 10 ya ƙara taurin murfin da kashi 3% da 12%, bi da bi. An kiyaye ƙimar taurin 0.227 GPa ko da a zurfin 8500 nm, wanda aka danganta da hanyar sadarwa mai haɗin gwiwa da aka samar tsakanin magungunan warkarwa da matrix ɗin polyurethane.
4.Binciken Tsarin Halittar Sama
Gwaje-gwajen rashin kyawun yanayi sun nuna cewa rufin polyurethane mai tsabta ya rage ƙimar Rz na substrate da kashi 86%, yayin da rufin da aka yi da magungunan warkarwa ya nuna ɗan ƙaruwa a rashin kyawun yanayi saboda kasancewar manyan ƙwayoyin cuta. Hotunan FESEM sun nuna canje-canje a yanayin yanayin yanayi sakamakon ƙwayoyin maganin warkarwa.
5.Nasara a Ingantaccen Waraka
Binciken na'urar hangen nesa ta gani (optical microscopy) ya nuna cewa murfin da ke ɗauke da maganin warkarwa mai ƙarfi 10 wt%, bayan an yi maganin zafi a 120 °C na tsawon mintuna 30, ya nuna raguwar faɗin karce daga 141 μm zuwa 9 μm, wanda ya cimma ingancin warkarwa na 93.6%. Wannan aikin ya fi wanda aka ruwaito a cikin wallafe-wallafen da ake da su na tsarin polyurethane masu layi.
An buga a cikin Next Materials, wannan binciken yana ba da sabbin abubuwa da yawa: Na farko, rufin foda na DA da aka gyara ya haɗa kyawawan kaddarorin injiniya tare da ikon warkar da kai, yana cimma haɓaka tauri har zuwa 12%. Na biyu, amfani da fasahar fesawa ta lantarki yana tabbatar da watsar da magungunan warkarwa iri ɗaya a cikin hanyar sadarwa mai haɗin gwiwa, yana shawo kan rashin daidaiton matsayi na yau da kullun na dabarun microcapsule na gargajiya. Mafi mahimmanci, waɗannan rufin suna samun ingantaccen warkarwa mai kyau a ƙaramin zafin jiki (120 °C), suna ba da ƙarin amfani ga masana'antu idan aka kwatanta da zafin jiki na warkarwa na 145 °C da aka ruwaito a cikin wallafe-wallafen da ke akwai. Binciken ba wai kawai yana ba da sabuwar hanya don tsawaita rayuwar sabis na rufin injiniya ba, har ma yana kafa tsarin ka'ida don ƙirar ƙwayoyin halitta na rufin aiki ta hanyar nazarin adadi na dangantakar "mai samar da maida hankali-aiki na wakili". Ana sa ran inganta abubuwan da ke cikin hydroxyl a cikin magungunan warkarwa a nan gaba da rabon mahaɗan uretdione zai ƙara tura iyakokin aikin murfin warkar da kai.
Lokacin Saƙo: Satumba-15-2025