பாலியூரிதீன்: டயல்ஸ்-ஆல்டர் வினையின் அடிப்படையில் பாலியூரிதீன் சுய-குணப்படுத்தும் பூச்சுகளின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மற்றும் சுய-குணப்படுத்தும் பண்புகள் குறித்த ஆராய்ச்சி.

வழக்கமான பாலியூரிதீன் பூச்சுகள் சேதமடைய வாய்ப்புள்ளது மற்றும் சுய-குணப்படுத்தும் திறன்கள் இல்லாதது போன்ற பிரச்சினையை நிவர்த்தி செய்ய, ஆராய்ச்சியாளர்கள் டயல்ஸ்-ஆல்டர் (DA) சைக்ளோஆடிஷன் பொறிமுறையின் மூலம் 5 wt% மற்றும் 10 wt% குணப்படுத்தும் முகவர்களைக் கொண்ட சுய-குணப்படுத்தும் பாலியூரிதீன் பூச்சுகளை உருவாக்கினர். குணப்படுத்தும் முகவர்களைச் சேர்ப்பது பூச்சு கடினத்தன்மையை 3%–12% அதிகரிக்கிறது மற்றும் 120 °C இல் 30 நிமிடங்களுக்குள் 85.6%–93.6% கீறல் குணப்படுத்தும் செயல்திறனை அடைகிறது, இது பூச்சுகளின் சேவை வாழ்க்கையை கணிசமாக நீட்டிக்கிறது என்பதை முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன. இந்த ஆய்வு பொறியியல் பொருட்களின் மேற்பரப்பு பாதுகாப்பிற்கான ஒரு புதுமையான தீர்வை வழங்குகிறது.

பொறியியல் பொருட்கள் துறையில், பூச்சு பொருட்களில் இயந்திர சேதத்தை சரிசெய்வது நீண்ட காலமாக ஒரு பெரிய சவாலாக இருந்து வருகிறது. பாரம்பரிய பாலியூரிதீன் பூச்சுகள் சிறந்த வானிலை எதிர்ப்பு மற்றும் ஒட்டுதலைக் காட்டினாலும், கீறல்கள் அல்லது விரிசல்கள் ஏற்பட்டவுடன் அவற்றின் பாதுகாப்பு செயல்திறன் விரைவாக மோசமடைகிறது. உயிரியல் சுய-குணப்படுத்தும் வழிமுறைகளால் ஈர்க்கப்பட்டு, விஞ்ஞானிகள் டைனமிக் கோவலன்ட் பிணைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட சுய-குணப்படுத்தும் பொருட்களை ஆராயத் தொடங்கியுள்ளனர், டயல்ஸ்-ஆல்டர் (DA) எதிர்வினை அதன் லேசான எதிர்வினை நிலைமைகள் மற்றும் சாதகமான மீள்தன்மை காரணமாக குறிப்பிடத்தக்க கவனத்தைப் பெறுகிறது. இருப்பினும், தற்போதுள்ள ஆராய்ச்சி முதன்மையாக நேரியல் பாலியூரிதீன் அமைப்புகளில் கவனம் செலுத்துகிறது, குறுக்கு-இணைக்கப்பட்ட பாலியூரிதீன் பவுடர் பூச்சுகளில் சுய-குணப்படுத்தும் பண்புகள் பற்றிய ஆய்வில் ஒரு இடைவெளியை விட்டுச்செல்கிறது.

இந்த தொழில்நுட்பத் தடையை உடைக்க, உள்நாட்டு ஆராய்ச்சியாளர்கள் புதுமையான முறையில் இரண்டு DA குணப்படுத்தும் முகவர்களை - ஃபுரான்-மாலிக் அன்ஹைட்ரைடு மற்றும் ஃபுரான்-பிஸ்மலிமைடு - ஒரு ஹைட்ராக்சிலேட்டட் பாலியஸ்டர் பிசின் அமைப்பில் அறிமுகப்படுத்தினர், இது சிறந்த சுய-குணப்படுத்தும் பண்புகளைக் கொண்ட பாலியூரிதீன் பவுடர் பூச்சு ஒன்றை உருவாக்கியது. இந்த ஆய்வு குணப்படுத்தும் முகவர்களின் கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்த ¹H NMR, DA/ரெட்ரோ-DA எதிர்வினைகளின் மீள்தன்மையை சரிபார்க்க வேறுபட்ட ஸ்கேனிங் கலோரிமெட்ரி (DSC) மற்றும் பூச்சுகளின் இயந்திர பண்புகள் மற்றும் மேற்பரப்பு பண்புகளை முறையாக மதிப்பிடுவதற்கு மேற்பரப்பு ப்ரோஃபிலோமெட்ரியுடன் நானோஇன்டென்டேஷன் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தியது.

முக்கிய பரிசோதனை நுட்பங்களைப் பொறுத்தவரை, ஆராய்ச்சி குழு முதலில் இரண்டு-படி முறையைப் பயன்படுத்தி ஹைட்ராக்சில் கொண்ட DA குணப்படுத்தும் முகவர்களை ஒருங்கிணைத்தது. பின்னர், 5 wt% மற்றும் 10 wt% குணப்படுத்தும் முகவர்களைக் கொண்ட பாலியூரிதீன் பொடிகள் உருகும் கலவை மூலம் தயாரிக்கப்பட்டு, மின்னியல் தெளிப்பைப் பயன்படுத்தி எஃகு அடி மூலக்கூறுகளில் பயன்படுத்தப்பட்டன. குணப்படுத்தும் முகவர்கள் இல்லாத கட்டுப்பாட்டு குழுக்களுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், பொருள் பண்புகளில் குணப்படுத்தும் முகவர் செறிவின் செல்வாக்கு முறையாக ஆராயப்பட்டது.

1.NMR பகுப்பாய்வு குணப்படுத்தும் முகவர் கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது

1 H NMR நிறமாலை, அமீன்-செர்க்கப்பட்ட ஃபுரான்-மாலிக் அன்ஹைட்ரைடு (HA-1) δ = 3.07 ppm மற்றும் 5.78 ppm இல் சிறப்பியல்பு DA வளைய உச்சங்களைக் காட்டியது, அதே நேரத்தில் ஃபுரான்-பிஸ்மலிமைடு கூட்டுப்பொருள் (HA-2) δ = 4.69 ppm இல் ஒரு பொதுவான DA பிணைப்பு புரோட்டான் சமிக்ஞையைக் காட்டியது, இது குணப்படுத்தும் முகவர்களின் வெற்றிகரமான தொகுப்பை உறுதிப்படுத்துகிறது.

2.வெப்ப ரீதியாக மீளக்கூடிய பண்புகளை DSC வெளிப்படுத்துகிறது

குணப்படுத்தும் முகவர்களைக் கொண்ட மாதிரிகள் 75 °C இல் DA வினைக்கான எண்டோதெர்மிக் சிகரங்களையும், 110–160 °C வரம்பில் ரெட்ரோ-DA வினைக்கான சிறப்பியல்பு சிகரங்களையும் வெளிப்படுத்தியதாக DSC வளைவுகள் சுட்டிக்காட்டின. அதிக குணப்படுத்தும் முகவர் உள்ளடக்கத்துடன் உச்சப் பகுதி அதிகரித்தது, சிறந்த வெப்ப மீள்தன்மையைக் காட்டுகிறது.

3.நானோஇன்டண்டேஷன் சோதனைகள் கடினத்தன்மை மேம்பாட்டைக் காட்டுகின்றன

ஆழ உணர்திறன் கொண்ட நானோஇன்டெண்டேஷன் சோதனைகள், 5 wt% மற்றும் 10 wt% குணப்படுத்தும் முகவர்களைச் சேர்ப்பது பூச்சு கடினத்தன்மையை முறையே 3% மற்றும் 12% அதிகரித்தது என்பதைக் காட்டியது. குணப்படுத்தும் முகவர்களுக்கும் பாலியூரிதீன் மேட்ரிக்ஸுக்கும் இடையில் உருவாக்கப்பட்ட குறுக்கு-இணைக்கப்பட்ட நெட்வொர்க் காரணமாக, 8500 nm ஆழத்தில் கூட 0.227 GPa கடினத்தன்மை மதிப்பு பராமரிக்கப்பட்டது.

4.மேற்பரப்பு உருவவியல் பகுப்பாய்வு

மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை சோதனைகள், தூய பாலியூரிதீன் பூச்சுகள் அடி மூலக்கூறு Rz மதிப்பை 86% குறைத்ததைக் காட்டியது, அதே நேரத்தில் குணப்படுத்தும் முகவர்களுடன் கூடிய பூச்சுகள் பெரிய துகள்கள் இருப்பதால் கடினத்தன்மையில் சிறிது அதிகரிப்பைக் காட்டின. குணப்படுத்தும் முகவர் துகள்களால் ஏற்படும் மேற்பரப்பு அமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களை FESEM படங்கள் காட்சிப்படுத்துகின்றன.

5.கீறல் குணப்படுத்தும் செயல்திறனில் முன்னேற்றம்

120 °C வெப்பநிலையில் 30 நிமிடங்கள் வெப்ப சிகிச்சைக்குப் பிறகு, 10 wt% குணப்படுத்தும் முகவரைக் கொண்ட பூச்சுகள், கீறல் அகலத்தை 141 μm இலிருந்து 9 μm ஆகக் குறைத்து, 93.6% குணப்படுத்தும் திறனை அடைந்ததாக ஆப்டிகல் நுண்ணோக்கி அவதானிப்புகள் நிரூபித்தன. இந்த செயல்திறன் நேரியல் பாலியூரிதீன் அமைப்புகளுக்கு ஏற்கனவே உள்ள இலக்கியங்களில் தெரிவிக்கப்பட்டதை விட கணிசமாக உயர்ந்தது.

அடுத்த பொருட்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த ஆய்வு பல புதுமைகளை வழங்குகிறது: முதலாவதாக, உருவாக்கப்பட்ட DA-மாற்றியமைக்கப்பட்ட பாலியூரிதீன் பவுடர் பூச்சுகள் நல்ல இயந்திர பண்புகளை சுய-குணப்படுத்தும் திறனுடன் இணைத்து, 12% வரை கடினத்தன்மை மேம்பாட்டை அடைகின்றன. இரண்டாவதாக, மின்னியல் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு குறுக்கு-இணைக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்கிற்குள் குணப்படுத்தும் முகவர்களின் சீரான பரவலை உறுதி செய்கிறது, பாரம்பரிய மைக்ரோ கேப்சூல் நுட்பங்களின் பொதுவான நிலைப்படுத்தல் துல்லியமின்மையைக் கடக்கிறது. மிக முக்கியமாக, இந்த பூச்சுகள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் (120 °C) அதிக குணப்படுத்தும் திறனை அடைகின்றன, இது ஏற்கனவே உள்ள இலக்கியங்களில் பதிவாகியுள்ள 145 °C குணப்படுத்தும் வெப்பநிலையுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக தொழில்துறை பொருந்தக்கூடிய தன்மையை வழங்குகிறது. இந்த ஆய்வு பொறியியல் பூச்சுகளின் சேவை வாழ்க்கையை நீட்டிப்பதற்கான ஒரு புதிய அணுகுமுறையை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், "குணப்படுத்தும் முகவர் செறிவு-செயல்திறன்" உறவின் அளவு பகுப்பாய்வு மூலம் செயல்பாட்டு பூச்சுகளின் மூலக்கூறு வடிவமைப்பிற்கான ஒரு தத்துவார்த்த கட்டமைப்பையும் நிறுவுகிறது. குணப்படுத்தும் முகவர்களில் ஹைட்ராக்சில் உள்ளடக்கத்தின் எதிர்கால மேம்படுத்தல் மற்றும் யூரிடியோன் குறுக்கு-இணைப்பான்களின் விகிதம் சுய-குணப்படுத்தும் பூச்சுகளின் செயல்திறன் வரம்புகளை மேலும் அதிகரிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.