2025-ஆம் ஆண்டில், பூச்சுத் தொழில் "பசுமை மாற்றம்" மற்றும் "செயல்திறன் மேம்பாடு" ஆகிய இரட்டை இலக்குகளை நோக்கி வேகமாக முன்னேறி வருகிறது. தானியங்கி மற்றும் இரயில் போக்குவரத்து போன்ற உயர்தர பூச்சுத் துறைகளில், நீர் சார்ந்த பூச்சுகள் அவற்றின் குறைந்த VOC உமிழ்வுகள், பாதுகாப்பு மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற தன்மை ஆகியவற்றின் காரணமாக "மாற்றுத் தேர்வுகள்" என்பதிலிருந்து "முக்கியத் தேர்வுகள்" ஆகப் பரிணமித்துள்ளன. இருப்பினும், கடுமையான பயன்பாட்டுச் சூழல்களின் (எ.கா., அதிக ஈரப்பதம் மற்றும் வலுவான அரிப்பு) தேவைகளையும், பூச்சின் நீடித்துழைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டிற்கான பயனர்களின் உயர்வான எதிர்பார்ப்புகளையும் பூர்த்தி செய்வதற்காக, நீர் சார்ந்த பாலியூரிதேன் (WPU) பூச்சுகளில் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் தொடர்ந்து வேகமாக நிகழ்ந்து வருகின்றன. 2025-ஆம் ஆண்டில், சூத்திர உகப்பாக்கம், வேதியியல் மாற்றம் மற்றும் செயல்பாட்டு வடிவமைப்பு ஆகியவற்றில் ஏற்பட்டுள்ள தொழில் துறைப் புதுமைகள், இத்துறைக்கு ஒரு புதிய உத்வேகத்தை அளித்துள்ளன.
அடிப்படை அமைப்பை ஆழப்படுத்துதல்: “விகிதச் சரிசெய்தலில்” இருந்து “செயல்திறன் சமநிலை” வரை
தற்போதைய நீர் சார்ந்த பூச்சுகளில் "செயல்திறனில் முதலிடம்" வகிக்கும் இரு-கூறு நீர் சார்ந்த பாலியூரிதேன் (WB 2K-PUR), பாலியோல் அமைப்புகளின் விகிதத்தையும் செயல்திறனையும் சமநிலைப்படுத்துவது என்ற ஒரு முக்கிய சவாலை எதிர்கொள்கிறது. இந்த ஆண்டு, ஆய்வுக் குழுக்கள் பாலிஈதர் பாலியோல் (PTMEG) மற்றும் பாலியெஸ்டர் பாலியோல் (P1012) ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைந்த விளைவுகள் குறித்து ஆழமான ஆய்வை மேற்கொண்டன.
பாரம்பரியமாக, பாலியஸ்டர் பாலியோல் அடர்த்தியான மூலக்கூறிடை ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் பூச்சின் இயந்திர வலிமையையும் அடர்த்தியையும் அதிகரிக்கிறது, ஆனால் அதை அதிகமாகச் சேர்ப்பது எஸ்டர் குழுக்களின் வலுவான நீர்நாட்டத் தன்மையால் நீர் எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது. பாலியோல் அமைப்பில் P1012 40% (கி/கி) ஆக இருக்கும்போது, ஒரு "பொன்னான சமநிலை" அடையப்படுகிறது என்பதை சோதனைகள் உறுதிப்படுத்தின: ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் அதிகப்படியான நீர்நாட்டத் தன்மை இல்லாமல் இயற்பியல் குறுக்குப்பிணைப்பு அடர்த்தியை அதிகரிக்கின்றன, இது உப்புத் தெளிப்பு எதிர்ப்பு, நீர் எதிர்ப்பு மற்றும் இழுவிசை வலிமை உள்ளிட்ட பூச்சின் விரிவான செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது. இந்த முடிவு, WB 2K-PUR அடிப்படை சூத்திர வடிவமைப்பிற்கு, குறிப்பாக இயந்திர செயல்திறன் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகிய இரண்டும் தேவைப்படும் வாகன சேஸ் மற்றும் ரயில் வாகன உலோக பாகங்கள் போன்ற சூழ்நிலைகளுக்கு தெளிவான வழிகாட்டுதலை வழங்குகிறது.
"விறைப்புத்தன்மையையும் நெகிழ்வுத்தன்மையையும் இணைத்தல்": வேதியியல் மாற்றம் புதிய செயல்பாட்டு எல்லைகளைத் திறக்கிறது.
அடிப்படை விகித உகப்பாக்கம் என்பது ஒரு “நுண்ணிய சரிசெய்தல்” ஆக இருக்கும் நிலையில், வேதியியல் மாற்றம் என்பது நீர் சார்ந்த பாலியூரித்தேனைப் பொறுத்தவரை ஒரு “தரமான பாய்ச்சலாக” விளங்குகிறது. இந்த ஆண்டு இரண்டு மாற்றப் பாதைகள் தனித்து நின்றன:
வழி 1: பாலிசிலாக்சேன் மற்றும் டெர்பீன் வழிப்பொருட்களுடன் ஒருங்கிணைந்த மேம்பாடு
குறைந்த மேற்பரப்பு ஆற்றல் கொண்ட பாலிசிலாக்சேன் (PMMS) மற்றும் நீர் விலக்கும் டெர்பீன் வழிப்பொருட்களின் கலவையானது, WPU-க்கு “மீநீர் விலக்குத்தன்மை + உயர் விறைப்புத்தன்மை” என்ற இரட்டைப் பண்புகளை வழங்குகிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள், 3-மெர்கேப்டோபுரோப்பைல்மெத்தில்டைமெத்தாக்சிசிலேன் மற்றும் ஆக்டாமெத்தில்சைக்ளோடெட்ராசிலாக்சேன் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ராக்சில்-முனைய பாலிசிலாக்சேனை (PMMS) தயாரித்தனர். பின்னர், புற ஊதாக்கதிர்களால் தூண்டப்பட்ட தயோல்-ஈன் கிளிக் வினை வழியாக, ஐசோபோர்னைல் அக்ரிலேட்டை (உயிரிப்பொருளிலிருந்து பெறப்பட்ட கேம்பீனின் ஒரு வழிப்பொருள்) PMMS பக்கச் சங்கிலிகளில் ஒட்டி, டெர்பீன் அடிப்படையிலான பாலிசிலாக்சேனை (PMMS-I) உருவாக்கினர்.
மாற்றியமைக்கப்பட்ட WPU குறிப்பிடத்தக்க மேம்பாடுகளைக் காட்டியது: நிலையான நீர் தொடர்பு கோணம் 70.7°-இலிருந்து 101.2°-ஆக உயர்ந்தது (தாமரை இலை போன்ற மீநீர் விலக்குத் தன்மையை நெருங்குகிறது), நீர் உறிஞ்சும் திறன் 16.0%-இலிருந்து 6.9%-ஆகக் குறைந்தது, மற்றும் கடினமான டெர்பீன் வளைய அமைப்பின் காரணமாக இழுவிசை வலிமை 4.70MPa-இலிருந்து 8.82MPa-ஆக அதிகரித்தது. வெப்ப எடையளவியல் பகுப்பாய்வும் மேம்பட்ட வெப்ப நிலைத்தன்மையை வெளிப்படுத்தியது. இந்தத் தொழில்நுட்பம், கூரைப் பலகைகள் மற்றும் பக்கவாட்டு ஓரங்கள் போன்ற இரயில் போக்குவரத்து வெளிப்புறப் பாகங்களுக்கு, "அழுக்கு எதிர்ப்பு + வானிலை எதிர்ப்பு" ஆகிய இரண்டையும் உள்ளடக்கிய ஒரு ஒருங்கிணைந்த தீர்வை வழங்குகிறது.
வழிமுறை 2: பாலிமைன் குறுக்குப்பிணைப்பு “சுய-குணப்படுத்தும்” தொழில்நுட்பத்தைச் செயல்படுத்துகிறது
பூச்சுகளில் சுய-குணப்படுத்தும் தொழில்நுட்பம் ஒரு பிரபலமான தொழில்நுட்பமாக உருவெடுத்துள்ளது. இந்த ஆண்டு மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆராய்ச்சி, அதனை WPU-வின் இயந்திரவியல் செயல்திறனுடன் இணைத்து, “உயர் செயல்திறன் + சுய-குணப்படுத்தும் திறன்” என்ற இரட்டை முன்னேற்றங்களை அடைந்துள்ளது. பாலிபியூட்டிலீன் கிளைக்கால் (PTMG), ஐசோஃபோரோன் டைஐசோசயனேட் (IPDI) மற்றும் பாலிமைன் (PEI) ஆகியவற்றை குறுக்கிணைப்பிகளாகக் கொண்டு தயாரிக்கப்பட்ட குறுக்கிணைக்கப்பட்ட WPU, ஈர்க்கக்கூடிய இயந்திரவியல் பண்புகளை வெளிப்படுத்தியது: 17.12MPa இழுவிசை வலிமை மற்றும் 512.25% முறிவு நீட்சி (ரப்பரின் நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு நெருக்கமானது).
மிக முக்கியமாக, இது 30°C வெப்பநிலையில் 24 மணி நேரத்தில் முழுமையாகத் தன்னைத்தானே சரிசெய்து கொள்கிறது—பழுதுபார்த்த பிறகு 3.26MPa இழுவிசை வலிமையையும் 450.94% நீட்சியையும் மீட்டெடுக்கிறது. இதனால், வாகன பம்பர்கள் மற்றும் ரயில் போக்குவரத்து உட்புறங்கள் போன்ற கீறல்கள் எளிதில் விழக்கூடிய பாகங்களுக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானதாகிறது, மேலும் பராமரிப்புச் செலவுகளையும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.
“நானோ அளவிலான அறிவார்ந்த கட்டுப்பாடு”: பாசிப் படிவுத் தடுப்புப் பூச்சுகளுக்கான ஒரு “மேற்பரப்புப் புரட்சி”
சுவரெழுத்து எதிர்ப்பு மற்றும் எளிதில் சுத்தம் செய்யக்கூடிய தன்மை ஆகியவை உயர்தரப் பூச்சுகளின் முக்கியத் தேவைகளாகும். இந்த ஆண்டு, “திரவம் போன்ற PDMS நானோகுளங்களை” அடிப்படையாகக் கொண்ட, படிவு-எதிர்ப்புப் பூச்சு (NP-GLIDE) ஒன்று கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது. இதன் மையக் கொள்கையானது, பாலியோல்-g-PDMS என்ற ஒட்டுக்கூட்டுப்பாலியமர் வழியாக, நீரில் கரையக்கூடிய பாலியோல் முதுகெலும்பின் மீது பாலிடைமெத்தில்சிலாக்சேன் (PDMS) பக்கச் சங்கிலிகளை ஒட்டுவதை உள்ளடக்கியது. இதன் மூலம் 30 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான விட்டமுடைய “நானோகுளங்கள்” உருவாக்கப்படுகின்றன.
இந்த நானோ குளங்களில் PDMS செறிவூட்டப்படுவது, பூச்சுக்கு ஒரு “திரவம் போன்ற” மேற்பரப்பை அளிக்கிறது—23mN/m-க்கு மேல் மேற்பரப்பு இழுவிசை கொண்ட அனைத்து சோதனைத் திரவங்களும் (எ.கா., காபி, எண்ணெய் கறைகள்) எந்தக் குறிகளையும் விட்டுச் செல்லாமல் வழுக்கிச் செல்கின்றன. 3H (சாதாரண கண்ணாடிக்கு நெருக்கமான) கடினத்தன்மை இருந்தபோதிலும், இந்தப் பூச்சு சிறந்த கறை எதிர்ப்பு செயல்திறனைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.
கூடுதலாக, ஒரு “இயற்பியல் தடுப்பு + மென்மையான சுத்தம் செய்தல்” என்ற கிராஃபிட்டி எதிர்ப்பு உத்தி முன்மொழியப்பட்டது: படல அடர்த்தியை அதிகரிக்கவும் கிராஃபிட்டி ஊடுருவலைத் தடுக்கவும் HDT-அடிப்படையிலான பாலிஐசோசயனேட்டில் IPDI டிரைமரை அறிமுகப்படுத்துவது, அதே நேரத்தில் நீண்ட கால குறைந்த மேற்பரப்பு ஆற்றலை உறுதி செய்வதற்காக சிலிக்கான்/ஃபுளோரின் பிரிவுகளின் இடப்பெயர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துவது. துல்லியமான குறுக்கு இணைப்பு அடர்த்திக் கட்டுப்பாட்டிற்கான DMA (டைனமிக் மெக்கானிக்கல் அனாலிசிஸ்) மற்றும் இடைமுக இடப்பெயர்ச்சிப் பண்பறிதலுக்கான XPS (எக்ஸ்-ரே ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி) ஆகியவற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள இந்தத் தொழில்நுட்பம், தொழில்மயமாக்கலுக்குத் தயாராக உள்ளதுடன், வாகன வண்ணப்பூச்சு மற்றும் 3C தயாரிப்பு உறைகளில் கறை படிவதைத் தடுப்பதற்கான ஒரு புதிய அளவுகோலாக மாறும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
முடிவு
2025-ல், WPU பூச்சுத் தொழில்நுட்பமானது “ஒற்றை-செயல்திறன் மேம்பாட்டிலிருந்து” “பல்நோக்கு ஒருங்கிணைப்பை” நோக்கி நகர்கிறது. அடிப்படை சூத்திர உகப்பாக்கம், வேதியியல் மாற்றியமைத்தல் முன்னேற்றங்கள் அல்லது செயல்பாட்டு வடிவமைப்புப் புதுமைகள் என எதுவாக இருந்தாலும், அதன் மையக் கொள்கையானது “சுற்றுச்சூழல் நேசம்” மற்றும் “உயர் செயல்திறன்” ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைப்பதைச் சுற்றியே அமைகிறது. தானியங்கி மற்றும் இரயில் போக்குவரத்து போன்ற தொழில்களுக்கு, இந்தத் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் பூச்சின் ஆயுட்காலத்தை நீட்டித்து, பராமரிப்புச் செலவுகளைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், “பசுமை உற்பத்தி” மற்றும் “உயர்தரப் பயனர் அனுபவம்” ஆகியவற்றில் இரட்டை மேம்பாடுகளையும் ஏற்படுத்துகின்றன.
பதிவிட்ட நேரம்: நவம்பர் 14, 2025