पोलियास्पार्टिक की लोच

पोलियास्पार्टिक की उच्च लोच इसकी अनूठी आणविक संरचना और गतिशील क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क से आती है, जिससे यह तनाव के तहत खिंचाव करने और अपने मूल आकार में तेजी से लौटने में सक्षम हो जाता है।

आणविक श्रृंखलाओं का खंड डिजाइन

1नरम खंड (लचीली श्रृंखलाएं)

पॉलीएथर/पॉलीएस्टर सेगमेंटः आमतौर पर, पॉलीस्पार्टिक में पॉलीटेट्रामेथिलीन ग्लाइकोल (पीटीएमजी) या पॉलीकैप्रोलैक्टोन (पीसीएल) जैसे लचीले सेगमेंट शामिल होते हैं, जो श्रृंखला गतिशीलता प्रदान करते हैं।

कार्यः ये लचीले खंड बाहरी बल के अधीन खिंचाव और रोल करते हैं, उच्च विस्तार दर प्रदान करते हैं (आमतौर पर > 300%) ।

2.हार्ड सेगमेंट्स (रिजिड चेन)

कार्बामेट बॉन्ड (-NH-CO-O-): आइसोसाइनेट और एस्पार्टिक एस्टर के बीच प्रतिक्रियाओं से बनते हैं, अत्यधिक आणविक श्रृंखला फिसलने को सीमित करने के लिए कठोर क्रॉस-लिंकिंग बिंदु बनाते हैं।

कार्यः कठोर खंड हाइड्रोजन बंधन और वान डेर वाल्स बल के माध्यम से भौतिक क्रॉस-लिंक बनाते हैं, तन्यता शक्ति (> 20 एमपीए) को बढ़ाते हैं।

3माइक्रोफेज पृथक्करण संरचना

थर्मोडायनामिक असंगतता के कारण नरम और कठोर खंड स्वतः सूक्ष्म चरण पृथक्करण बनाते हैं:

• नरम खंड क्षेत्र: लोचदार विरूपण के लिए जिम्मेदार।
• हार्ड सेगमेंट क्षेत्रः भौतिक क्रॉस-लिंकिंग बिंदुओं के रूप में कार्य करते हैं, समग्र सामग्री अखंडता बनाए रखते हैं।
• गतिशील प्रतिक्रिया: तनाव के अधीन, नरम खंड ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए खिंचाव करते हैं।

क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क की गतिशील विशेषताएं

1त्रि-आयामी क्रॉस-लिंक घनत्व

पॉलीस्पार्टिक आइसोसाइनेट और एस्पार्टिक एस्टर के बीच रासायनिक क्रॉस-लिंकिंग के माध्यम से एक मध्यम क्रॉस-लिंक घनत्व बनाता हैः

• अत्यधिक क्रॉस-लिंकिंगः सामग्री भंगुर हो जाती है (उदाहरण के लिए, पारंपरिक एपॉक्सी राल) ।
• अपर्याप्त क्रॉस-लिंकिंगः सामग्री आसानी से रेंगती है (उदाहरण के लिए, अप्रयुक्त रबर) ।
• पॉलीस्पार्टिक: संतुलित क्रॉस-लिंक अंतराल आणविक श्रृंखलाओं को स्थायी विकृति के बिना खींचने की अनुमति देता है।

2प्रतिवर्ती हाइड्रोजन बंधन

कार्बामेट समूहों में एन-एच और ओ=सी के बीच गतिशील हाइड्रोजन बंध बनते हैंः

• तनाव के अधीन हाइड्रोजन बंध टूट जाते हैं, ऊर्जा अवशोषित करते हैं।
• अनलोडिंग के बाद: हाइड्रोजन बंधन का पुनर्गठन, आकार बहाल करना।
• स्व-रोगनिवारण क्षमताः सूक्ष्म दरारों में हाइड्रोजन बंधन आंशिक रूप से ठीक हो जाते हैं, जिससे सामग्री की विफलता में देरी होती है।

लोचदार गुणों पर प्रयोगात्मक डेटा

1तन्य गुण (एएसटीएम डी412)

टूटने पर लम्बाईः 300%-500% (पारंपरिक इपॉक्सी रालः 3%-5%, पॉलीयूरेथेनः ~ 200%) ।

लोचदार मॉड्यूलः 100-500 एमपीए (मध्यम कठोरता, संतुलन लचीलापन और समर्थन) ।

2गतिशील यांत्रिक विश्लेषण (डीएमए)

ग्लास संक्रमण तापमान (Tg): आमतौर पर -50°C से 0°C के बीच, कम तापमान पर लोच बनाए रखते हुए (सामान्य रबरः Tg ~-60°C; एपॉक्सी रालः Tg >50°C) ।

Tan δ पीक वैल्यूः कम (लगभग 0.1-0.3), कम ऊर्जा हानि और उच्च लचीलापन को इंगित करता है।

3चक्रात्मक संपीड़न परीक्षण

पॉलीस्पार्टिक में 1000 चक्रों के बाद 50% संपीड़न तनाव पर <5% स्थायी विकृति होती है (सिलिकॉन रबरः ~10%, पॉलीयूरेथेनः ~15%) ।

लोचदार लाभों के व्यावहारिक अनुप्रयोग

1औद्योगिक फर्श

प्रभाव प्रतिरोधः लोचदार कोटिंग फोर्कलिफ्ट और गिरने वाली वस्तुओं से ऊर्जा को अवशोषित करती है, जिससे कंक्रीट सब्सट्रेट को दरार से बचाया जाता है।

मामलाः पॉलीस्पार्टिक से लेपित ऑटोमोटिव कारखाने के फर्श ने उपकरण रखरखाव को 60% तक कम कर दिया।

2खेल की सतहें

ऊर्जा वापसीः पटरियों और कोर्टों पर लोचदार कोटिंग्स संयुक्त प्रभाव (रिबाउंड दर >35%) को कम करती हैं, जिससे सुरक्षा बढ़ जाती है।

3.ब्रिज विस्तार जोड़

विरूपण अनुकूलन क्षमताः -30°C से 70°C के भीतर पुल आंदोलनों के साथ कोटिंग्स लोचदार रूप से विरूपित होते हैं, जिससे दरारें और पानी के प्रवेश को रोका जाता है।

4सुरक्षात्मक कोटिंग्स

विस्फोट प्रतिरोध: सैन्य और रासायनिक संयंत्रों में कोटिंग्स लोच के माध्यम से सदमे की ऊर्जा को फैलाती हैं।

पारंपरिक लोचदार सामग्री के साथ तुलना

लोचदार प्रदर्शन के समायोजन

1. सेगमेंट अनुपात समायोजन

नरम खंडों को बढ़ानाः विस्तार को बढ़ाता है (उदाहरण के लिए, 30% से 50% तक PTMG सामग्री 300% से 450% तक विस्तार को बढ़ाती है) ।

कठोर खंडों को बढ़ानाः मॉड्यूल बढ़ाता है (उदाहरण के लिए, अतिरिक्त आइसोसियानट्स मॉड्यूल को 100 एमपीए से बढ़ाकर 300 एमपीए कर देते हैं) ।

2कार्यात्मक परिवर्तन

नैनो-प्रबलनः कार्बन नैनोट्यूब (सीएनटी) या ग्राफीन जोड़ने से उच्च लम्बाई बनाए रखते हुए लोचदार मॉड्यूलस (+20%) में वृद्धि होती है।

कठोर करने वाले पदार्थ: कोर-शेल कणों (जैसे, एक्रिलैट्स) को पेश करने से आंसू प्रतिरोध में सुधार होता है।

3गतिशील क्रॉस-लिंकिंग तकनीकें

प्रतिवर्ती सहसंयोजक बंधन: डायल्स-एल्डर बंधन को शामिल करने से स्व-रोगनिवारक लोच प्राप्त होती है (वर्तमान में प्रयोगशाला चरण में) ।

पॉलीस्पार्टिक की लोच नरम और कठोर खंडों और गतिशील क्रॉस-लिंक्ड नेटवर्क के बीच माइक्रोफेज पृथक्करण के सहकारी प्रभाव से होती है।लचीली आणविक श्रृंखला डिजाइन के माध्यम से, प्रतिवर्ती हाइड्रोजन बंधन, और उचित क्रॉस-लिंक घनत्व, पॉलीस्पार्टिक उच्च लम्बाई, तेजी से रिबाउंड, और स्थायित्व प्राप्त करता है।कठोरता और लचीलापन के बीच यह संतुलन पॉलीस्पार्टिक को विनिर्माण जैसे उद्योगों में एक अपरिहार्य उच्च प्रदर्शन वाली लोचदार सामग्री बनाता हैस्मार्ट डायनामिक बॉन्डिंग में भविष्य के विकास से इसकी लोच नियंत्रण और स्व-रोगनिवारण गुणों में और वृद्धि होगी।लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स और बुद्धिमान कोटिंग्स में अनुप्रयोगों का विस्तार.

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