2025 թվականին ծածկույթների արդյունաբերությունը արագանում է դեպի «կանաչ վերափոխման» և «արդյունավետության բարձրացման» երկակի նպատակները: Բարձրակարգ ծածկույթների ոլորտներում, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային և երկաթուղային տրանսպորտը, ջրային հիմքով ծածկույթները «այլընտրանքային տարբերակներից» վերածվել են «հիմնական ընտրության»՝ շնորհիվ իրենց ցածր VOC արտանետումների, անվտանգության և ոչ թունավոր լինելու: Այնուամենայնիվ, կիրառման դժվար սցենարների (օրինակ՝ բարձր խոնավություն և ուժեղ կոռոզիա) և օգտագործողների ծածկույթների ամրության և ֆունկցիոնալության նկատմամբ ավելի բարձր պահանջների պահանջները բավարարելու համար, ջրային հիմքով պոլիուրեթանային (WPU) ծածկույթների տեխնոլոգիական առաջընթացները շարունակվում են արագ տեմպերով: 2025 թվականին բանաձևերի օպտիմալացման, քիմիական մոդիֆիկացիայի և ֆունկցիոնալ դիզայնի ոլորտում արդյունաբերական նորարարությունները նոր կենսունակություն են հաղորդել այս ոլորտին:
Հիմնական համակարգի խորացում. «Հարաբերակցությունների կարգավորումից» մինչև «Արդյունավետության հավասարակշռություն»
Որպես ջրային լուծվող ծածկույթների շարքում «արդյունավետության առաջատար», երկբաղադրիչ ջրային լուծվող պոլիուրեթանը (WB 2K-PUR) բախվում է հիմնական մարտահրավերի՝ պոլիոլային համակարգերի հարաբերակցության և արդյունավետության հավասարակշռման: Այս տարի հետազոտական խմբերը խորը ուսումնասիրություն են կատարել պոլիեթերային պոլիոլի (PTMEG) և պոլիեսթերային պոլիոլի (P1012) սիներգետիկ ազդեցությունների վերաբերյալ:
Ավանդաբար, պոլիեսթեր պոլիոլը մեծացնում է ծածկույթի մեխանիկական ամրությունն ու խտությունը՝ խիտ միջմոլեկուլային ջրածնային կապերի շնորհիվ, սակայն չափից շատ ավելացնելը նվազեցնում է ջրակայունությունը՝ էսթերային խմբերի ուժեղ հիդրոֆիլության պատճառով: Փորձերը հաստատել են, որ երբ P1012-ը կազմում է պոլիոլային համակարգի 40%-ը (գ/գ), ձեռք է բերվում «ոսկե հավասարակշռություն». ջրածնային կապերը մեծացնում են ֆիզիկական խաչաձև կապի խտությունը՝ առանց չափից շատ հիդրոֆիլության, օպտիմալացնելով ծածկույթի համապարփակ աշխատանքը, ներառյալ աղային ցողման դիմադրությունը, ջրակայունությունը և ձգման ամրությունը: Այս եզրակացությունը հստակ ուղեցույց է տալիս WB 2K-PUR հիմնական բանաձևի նախագծման համար, հատկապես այնպիսի սցենարների համար, ինչպիսիք են ավտոմեքենաների շասսին և երկաթուղային տրանսպորտային միջոցների մետաղական մասերը, որոնք պահանջում են ինչպես մեխանիկական աշխատանք, այնպես էլ կոռոզիայի դիմադրություն:
«Կոշտության և ճկունության համադրություն». Քիմիական մոդիֆիկացիան բացահայտում է նոր ֆունկցիոնալ սահմաններ
Մինչդեռ հիմնական հարաբերակցության օպտիմալացումը «նուրբ կարգավորում» է, քիմիական մոդիֆիկացիան ջրային պոլիուրեթանի համար ներկայացնում է «որակական ցատկ»։ Այս տարի առանձնացան մոդիֆիկացիայի երկու ուղղություններ՝
Ուղի 1. Սիներգիկ ուժեղացում պոլիսիլօքսանի և տերպենների ածանցյալներով
Ցածր մակերևութային էներգիայի պոլիսիլօքսանի (PMMS) և հիդրոֆոբ տերպենների ածանցյալների համադրությունը WPU-ին օժտում է «գերհիդրոֆոբիկություն + բարձր կոշտություն» կրկնակի հատկություններով: Հետազոտողները պատրաստել են հիդրօքսիլ-ծայրված պոլիսիլօքսան (PMMS)՝ օգտագործելով 3-մերկապտոպրոպիլմեթիլդիմեթօքսիլան և օկտամեթիլցիկլոտետրասիլօքսան, այնուհետև իզոբորնիլ ակրիլատը (բիոզանգվածից ստացված կամֆենի ածանցյալ) պատվաստել են PMMS կողմնային շղթաների վրա՝ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթմամբ նախաձեռնված թիոլ-ենային սեղմման ռեակցիայի միջոցով՝ տերպենների վրա հիմնված պոլիսիլօքսան (PMMS-I) առաջացնելու համար:
Փոփոխված ՋՊՄ-ն ցույց տվեց ուշագրավ բարելավումներ. ստատիկ ջրի շփման անկյունը 70.7°-ից աճել է մինչև 101.2° (մոտենալով լոտոսի տերևի նման գերհիդրոֆոբիկությանը), ջրի կլանումը նվազել է 16.0%-ից մինչև 6.9%, իսկ ձգման ամրությունը 4.70 ՄՊա-ից աճել է մինչև 8.82 ՄՊա՝ կոշտ տերպենային օղակաձև կառուցվածքի շնորհիվ: Թերմոգրավիմետրիկ վերլուծությունը նաև ցույց է տվել ջերմային կայունության բարձրացում: Այս տեխնոլոգիան առաջարկում է ինտեգրված «հակաաղտոտող + եղանակային պայմաններին դիմացկուն» լուծում երկաթուղային տրանսպորտի արտաքին մասերի, ինչպիսիք են տանիքի վահանակները և կողային փեշերը, համար:
Ուղի 2. Պոլիիմինային խաչաձև կապը հնարավորություն է տալիս «ինքնաբուժման» տեխնոլոգիայի
Ինքնավերականգնումը դարձել է ծածկույթների ոլորտում տարածված տեխնոլոգիա, և այս տարվա հետազոտությունը այն համատեղել է WPU-ի մեխանիկական կատարողականության հետ՝ «բարձր կատարողականության + ինքնաբուժման ունակության» կրկնակի առաջընթաց գրանցելու համար: Պոլիբուտիլենգլիկոլի (PTMG), իզոֆորոն դիիզոցիանատի (IPDI) և պոլիիմինի (PEI) միջոցով որպես խաչաձև կապակցող պատրաստված խաչաձև կապակցված WPU-ն ցուցադրել է տպավորիչ մեխանիկական հատկություններ՝ 17.12 ՄՊա ձգման ամրություն և 512.25% կտրման դիրքի երկարացում (մոտ է ռետինի ճկունությանը):
Կարևոր է նշել, որ այն լիովին ինքնաբուժվում է 24 ժամվա ընթացքում 30°C ջերմաստիճանում՝ վերանորոգումից հետո վերականգնելով իր ձգման ամրությունը մինչև 3.26 ՄՊա և երկարացումը՝ 450.94%: Սա այն դարձնում է խիստ հարմար քերծվածքների ենթարկվող մասերի, ինչպիսիք են ավտոմեքենաների բամպերները և երկաթուղային տրանսպորտի ինտերիերները, համար, ինչը զգալիորեն կրճատում է սպասարկման ծախսերը:
«Նանոմասշտաբի ինտելեկտուալ կառավարում». «Մակերևութային հեղափոխություն» հակաաղտոտող ծածկույթների համար
Բարձրակարգ ծածկույթների հիմնական պահանջներն են գրաֆիտիի դեմ պաշտպանությունը և հեշտ մաքրվող լինելը: Այս տարի ուշադրություն գրավեց «հեղուկանման PDMS նանոհավաքների» վրա հիմնված կեղտոտմանը դիմացկուն ծածկույթը (NP-GLIDE): Դրա հիմնական սկզբունքը ներառում է պոլիդիմեթիլսիլօքսանի (PDMS) կողմնային շղթաների պատվաստումը ջրում դիսպերսվող պոլիոլային հիմքի վրա՝ պատվաստված պոլիոլ-g-PDMS համապոլիմերի միջոցով, ձևավորելով 30 նմ-ից փոքր տրամագծով «նանոխողովակներ»:
Այս նանոփնջերում PDMS հարստացումը ծածկույթին հաղորդում է «հեղուկանման» մակերես. բոլոր փորձարկվող հեղուկները, որոնց մակերեսային լարվածությունը գերազանց է 23 մՆ/մ²-ից (օրինակ՝ սուրճ, յուղի հետքեր), սահում են առանց հետքեր թողնելու: Չնայած 3H կարծրությանը (մոտ է սովորական ապակուն), ծածկույթը պահպանում է գերազանց հակաաղտոտման հատկություններ:
Բացի այդ, առաջարկվել է «ֆիզիկական պատնեշ + մեղմ մաքրում» հակագրաֆիտի ռազմավարություն. HDT-ի վրա հիմնված պոլիիզոցիանատի մեջ IPDI տրիմեր ներմուծելը՝ թաղանթի խտությունը բարձրացնելու և գրաֆիտիի ներթափանցումը կանխելու համար, միաժամանակ վերահսկելով սիլիկոնե/ֆտորային հատվածների միգրացիան՝ երկարատև ցածր մակերևութային էներգիա ապահովելու համար: Այս տեխնոլոգիան, որը համակցված է DMA-ի (դինամիկ մեխանիկական վերլուծություն)՝ խաչաձև կապի խտության ճշգրիտ վերահսկման և XPS-ի (ռենտգենյան ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա) հետ՝ ինտերֆեյսի միգրացիայի բնութագրման համար, պատրաստ է արդյունաբերականացման և, ինչպես սպասվում է, կդառնա ավտոմոբիլային ներկերի և 3C արտադրանքի պատյանների հակաաղտոտման նոր չափանիշ:
Եզրակացություն
2025 թվականին WPU ծածկույթների տեխնոլոգիան անցնում է «միակ կատարողականի բարելավումից» դեպի «բազմաֆունկցիոնալ ինտեգրացիա»։ Անկախ նրանից՝ հիմնական բանաձևի օպտիմալացման, քիմիական մոդիֆիկացիայի առաջընթացների, թե ֆունկցիոնալ դիզայնի նորարարությունների միջոցով, հիմնական տրամաբանությունը պտտվում է «շրջակա միջավայրի բարեկամականության» և «բարձր կատարողականության» համադրման շուրջ։ Ավտոմոբիլային և երկաթուղային տրանսպորտի նման ոլորտների համար այս տեխնոլոգիական առաջընթացները ոչ միայն երկարացնում են ծածկույթների կյանքի տևողությունը և նվազեցնում սպասարկման ծախսերը, այլև նպաստում են «կանաչ արտադրության» և «բարձրակարգ օգտագործողի փորձի» կրկնակի արդիականացմանը։
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 14, 2025