پولىئۇرېتان: دىئېل-ئالدېر رېئاكسىيەسىگە ئاساسەن پولىئۇرېتان ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىدىغان قاپلىمىلارنىڭ يۈزەكى قاتتىقلىقى ۋە ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىش خۇسۇسىيىتى تەتقىقاتى

ئەنئەنىۋى پولىئۇرېتان قاپلىمىلىرىنىڭ بۇزۇلۇش ئېھتىماللىقى ۋە ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىش ئىقتىدارىنىڭ يوقلۇقى مەسىلىسىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، تەتقىقاتچىلار Diels-Alder (DA) ئايلانما قوشۇش مېخانىزمى ئارقىلىق 5% ۋە 10% ئېغىرلىقتىكى ئەسلىگە كېلىش دورىسى بار ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىدىغان پولىئۇرېتان قاپلىمىلىرىنى ئىجاد قىلدى. نەتىجىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، ئەسلىگە كېلىش دورىلىرىنى قوشۇش قاپلىمىنىڭ قاتتىقلىقىنى %3-%12 ئاشۇرىدۇ ھەمدە 120 سېلسىيە گرادۇستا 30 مىنۇت ئىچىدە 85.6%-93.6% گىچە بولغان چىزىقنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش ئۈنۈمىگە ئېرىشىدۇ، بۇ قاپلىمىلارنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرىنى زور دەرىجىدە ئۇزارتىدۇ. بۇ تەتقىقات قۇرۇلۇش ماتېرىياللىرىنىڭ يۈزەكى قوغداش ئۈچۈن يېڭىلىق يارىتىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ.

قۇرۇلۇش ماتېرىياللىرى ساھەسىدە، قاپلاش ماتېرىياللىرىدىكى مېخانىكىلىق بۇزۇلۇشلارنى رېمونت قىلىش ئۇزۇندىن بۇيان چوڭ بىر قىيىنچىلىق بولۇپ كەلدى. ئەنئەنىۋى پولىئۇرېتان قاپلاشلىرى ھاۋارايىغا چىداملىق ۋە يېپىشقاق بولسىمۇ، چىزىق ياكى يېرىق پەيدا بولغاندىن كېيىن، ئۇلارنىڭ قوغداش ئىقتىدارى تېزلا تۆۋەنلەيدۇ. بىئولوگىيىلىك ئۆز-ئۆزىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش مېخانىزمىدىن ئىلھام ئالغان ئالىملار دىنامىك كوۋالېنتلىق باغلىنىشقا ئاساسلانغان ئۆز-ئۆزىنى ئەسلىگە كەلتۈرىدىغان ماتېرىياللارنى تەتقىق قىلىشقا باشلىدى، دىئېلس-ئالدېر (DA) رېئاكسىيەسى يېنىك رېئاكسىيە شارائىتى ۋە پايدىلىق قايتىشچانلىقى سەۋەبىدىن دىققەتنى تارتتى. قانداقلا بولمىسۇن، مەۋجۇت تەتقىقاتلار ئاساسلىقى سىزىقلىق پولىئۇرېتان سىستېمىلىرىغا مەركەزلەشكەن بولۇپ، ئۆزئارا باغلىنىشلىق پولىئۇرېتان پاراشوك قاپلاشلىرىنىڭ ئۆز-ئۆزىنى ئەسلىگە كەلتۈرۈش خۇسۇسىيىتىنى تەتقىق قىلىشتا بوشلۇق قالدۇردى.

بۇ تېخنىكىلىق توسالغۇنى بۆسۈپ ئۆتۈش ئۈچۈن، دۆلەت ئىچىدىكى تەتقىقاتچىلار يېڭىلىق يارىتىش ئارقىلىق ئىككى خىل DA داۋالاش دورىسى - فۇران-مالېئىك ئانگىدرىد ۋە فۇران-بىسمالېئىمىدنى گىدروكسىللانغان پولىئېستېر قالدۇق سىستېمىسىغا كىرگۈزۈپ، ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىش خۇسۇسىيىتىگە ئىگە پولىئېستېرون پاراشوك قاپلىمىسىنى تەرەققىي قىلدۇردى. بۇ تەتقىقاتتا داۋالاش دورىلىرىنىڭ قۇرۇلمىسىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن ¹H NMR، DA/رېترو-DA رېئاكسىيەلىرىنىڭ قايتىلىنىشچانلىقىنى جەزملەشتۈرۈش ئۈچۈن دىففېرېنسىئال سىكانىرلاش كالورىمېتىرىيەسى (DSC) ۋە قاپلىمىلارنىڭ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى ۋە يۈزەكى خۇسۇسىيىتىنى سىستېمىلىق باھالاش ئۈچۈن يۈزەكى پروفىلومېترىيە بىلەن بىرلىكتە نانوئىندىنتاتسىيە تېخنىكىسى قوللىنىلدى.

ئاساسلىق تەجرىبە تېخنىكىسى جەھەتتە، تەتقىقات گۇرۇپپىسى ئالدى بىلەن ئىككى باسقۇچلۇق ئۇسۇل ئارقىلىق گىدروكسىل تەركىبلىك DA داۋالاش دورىلىرىنى بىرىكتۈردى. كېيىن، ئېرىتىش ئارىلاشتۇرۇش ئارقىلىق 5% ۋە 10% داۋالاش دورىسى تەركىبلىك پولىئۇرېتان پاراشوكلىرى تەييارلاندى ۋە ئېلېكتروستاتىك پۈركۈش ئارقىلىق پولات ئاساسقا سۈرۈلدى. داۋالاش دورىسى تەركىبسىز كونترول گۇرۇپپىلىرى بىلەن سېلىشتۇرۇش ئارقىلىق، داۋالاش دورىسىنىڭ قويۇقلۇقىنىڭ ماتېرىيال خۇسۇسىيىتىگە تەسىرى سىستېمىلىق تەكشۈرۈلدى.

1.NMR ئانالىزى داۋالاش ئاگېنتىنىڭ قۇرۇلمىسىنى جەزملەشتۈردى

1 H NMR سپېكتىرىدا ئامىن قوشۇلغان فۇران-مالېئىك ئانگىدرىد (HA-1) نىڭ δ = 3.07 ppm ۋە 5.78 ppm دە خاس DA ھالقىسى چوققىسى كۆرۈلگەنلىكى، فۇران-بىسمالېئىمىد قوشۇمچىسى (HA-2) نىڭ δ = 4.69 ppm دە خاس DA باغلىنىش پروتون سىگنالى كۆرسىتىلگەنلىكى، بۇ داۋالاش دورىلىرىنىڭ مۇۋەپپەقىيەتلىك سىنتېزلانغانلىقىنى جەزملەشتۈرگەنلىكى كۆرسىتىلدى.

2.DSC ئىسسىقلىق قايتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە خۇسۇسىيەتلىرىنى ئاشكارىلىدى

DSC ئەگرى سىزىقلىرى شۇنى كۆرسەتتىكى، داۋالاش دورىسى بار ئەۋرىشكىلەردە DA رېئاكسىيەسىنىڭ ئېندوتېرمىك چوققىسى 75 سېلسىيە گرادۇستا، رېترو-DA رېئاكسىيەسىنىڭ خاراكتېرلىك چوققىسى 110-160 سېلسىيە گرادۇس ئارىلىقىدا كۆرۈلىدۇ. داۋالاش دورىسى مىقدارىنىڭ ئېشىشى بىلەن چوققى كۆلىمى چوڭىيىپ، ئىسسىقلىقنىڭ قايتىشچانلىقىنىڭ ئەلا ئىكەنلىكىنى نامايان قىلدى.

3.نانوئىندېنتاتسىيە سىنىقى قاتتىقلىقنىڭ ياخشىلىنىشىنى كۆرسەتتى

چوڭقۇرلۇققا سەزگۈر نانوئىندېنتاتسىيە سىنىقىدا، 5% ئېغىرلىقى ۋە 10% ئېغىرلىقىدىكى داۋالاش دورىسى قوشۇلغاندا، قاپلاش قاتتىقلىقى ئايرىم-ئايرىم ھالدا %3 ۋە %12 ئاشقانلىقى بايقالغان. 8500 نانومېتىر چوڭقۇرلۇقتىمۇ 0.227 GPa قاتتىقلىق قىممىتى ساقلانغان، بۇ داۋالاش دورىسى بىلەن پولىئۇرېتان ماترىتسىسى ئوتتۇرىسىدا شەكىللەنگەن كېسىشمە تور سەۋەبىدىن بولغان.

4.يۈزە مورفولوگىيەسى ئانالىزى

يۈزەكى پۇراقلىق سىنىقىدا، ساپ پولىئۇرېتان قاپلىمىلىرىنىڭ ئاساسىي قاتلامنىڭ Rz قىممىتىنى %86 تۆۋەنلىتىدىغانلىقى، داۋالاش دورىسى قوشۇلغان قاپلىمىلارنىڭ بولسا چوڭراق زەررىچىلەرنىڭ مەۋجۇتلۇقى سەۋەبىدىن پۇراقلىقنىڭ ئازراق ئاشقانلىقى كۆرسىتىلدى. FESEM رەسىملىرى داۋالاش دورىسى زەررىچىلىرىنىڭ يۈزەكى قۇرۇلمىسىدىكى ئۆزگىرىشلەرنى كۆرۈنۈشلۈك ھالدا كۆرسىتىپ بەردى.

5.تىرناقنى داۋالاش ئۈنۈمىدە زور ئىلگىرىلەش

ئوپتىكىلىق مىكروسكوپ كۆزىتىشلىرى شۇنى كۆرسەتتىكى، %10 ئېغىرلىقتىكى داۋالاش دورىسى قوشۇلغان قاپلاملار، 120 سېلسىيە گرادۇستا 30 مىنۇت ئىسسىقلىق بىلەن بىر تەرەپ قىلىنغاندىن كېيىن، چىزىلىش كەڭلىكى 141 مىكرومېتىردىن 9 مىكرومېتىرغىچە تۆۋەنلىگەن، بۇنىڭ بىلەن داۋالاش ئۈنۈمى %93.6 كە يەتكەن. بۇ ئىقتىدار سىزىقلىق پولىئۇرېتان سىستېمىلىرى توغرىسىدىكى مەۋجۇت ئەدەبىياتلاردىكىدىن كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى.

«كېيىنكى ماتېرىياللار» ژۇرنىلىدا ئېلان قىلىنغان بۇ تەتقىقات نۇرغۇن يېڭىلىقلارنى تەمىنلەيدۇ: بىرىنچى، تەرەققىي قىلدۇرۇلغان DA ئۆزگەرتىلگەن پولىئۇرېتان پاراشوك سىرلىرى ياخشى مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەرنى ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىش ئىقتىدارى بىلەن بىرلەشتۈرۈپ، قاتتىقلىق دەرىجىسىنى %12 گىچە ئۆستۈرىدۇ. ئىككىنچى، ئېلېكتروستاتىك پۈركۈش تېخنىكىسىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق داۋالاش دورىلىرىنىڭ كرېست ئۇلىنىش تورى ئىچىدە بىردەك تارقىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىنىدۇ، ئەنئەنىۋى مىكرو كاپسۇل تېخنىكىسىغا خاس بولغان ئورۇن بەلگىلەشتىكى توغرا ئەمەسلىكنى يېڭىدۇ. ئەڭ مۇھىمى، بۇ سىرلار نىسبەتەن تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا (120 سېلسىيە گرادۇس) يۇقىرى داۋالاش ئۈنۈمىگە ئېرىشىدۇ، بۇ مەۋجۇت ئەدەبىياتلاردا خەۋەر قىلىنغان 145 سېلسىيە گرادۇسلۇق داۋالاش تېمپېراتۇرىسىغا سېلىشتۇرغاندا سانائەتتە تېخىمۇ كۆپ قوللىنىلىش ئىقتىدارىنى تەمىنلەيدۇ. بۇ تەتقىقات پەقەت قۇرۇلۇش سىرلىرىنىڭ ئىشلىتىش ئۆمرىنى ئۇزارتىشنىڭ يېڭى ئۇسۇلىنى تەمىنلەپلا قالماي، يەنە «شىپالىق دورىلارنىڭ قويۇقلۇقى-ئىقتىدار» مۇناسىۋىتىنى مىقدار جەھەتتىن تەھلىل قىلىش ئارقىلىق ئىقتىدارلىق سىرلارنىڭ مولېكۇلا لايىھىسى ئۈچۈن نەزەرىيەۋى رامكا قۇرۇپ چىقىدۇ. كەلگۈسىدە داۋالاش دورىلىرىدىكى گىدروكسىل مىقدارى ۋە ئۇرېتتىئون كرېست ئۇلىنىشچىلىرىنىڭ نىسبىتىنى ئەلالاشتۇرۇش ئۆزلۈكىدىن ئەسلىگە كېلىش سىرلىرىنىڭ ئىقتىدار چەكلىمىسىنى تېخىمۇ ئاشۇرىدۇ دەپ قارىلىدۇ.