पॉलीएस्पार्टिक का घर्षण प्रतिरोध तंत्र

पॉलीएस्पार्टिक का घर्षण प्रतिरोध एक प्रमुख लाभ है जो उच्च यांत्रिक तनाव की स्थितियों में इसकी स्थायित्व को सक्षम बनाता है, विशेष रूप से औद्योगिक फर्श, पार्किंग स्थल और लॉजिस्टिक गोदामों में। इसका घर्षण प्रतिरोध एक एकीकृत दृष्टिकोण का परिणाम है जिसमें रासायनिक संरचनात्मक डिजाइन, भौतिक प्रदर्शन अनुकूलन और कार्यात्मक संशोधन शामिल हैं।

घर्षण प्रतिरोध की रासायनिक संरचना और आणविक आधार

1. उच्च क्रॉसलिंक घनत्व

• पॉलीएस्पार्टिक आइसोसायनेट्स और एस्पार्टिक एस्टर के बीच प्रतिक्रिया के माध्यम से एक त्रि-आयामी क्रॉसलिंक्ड नेटवर्क बनाता है। क्रॉसलिंक्स के बीच की छोटी दूरी (नैनोमीटर पैमाने) मजबूत अंतर-आणविक बल बनाती है, जो एक कठोर "सुदृढ़ जाल" बनाती है जो घर्षण के कारण आणविक श्रृंखला टूटने का विरोध करता है।
• तुलनात्मक क्रॉसलिंक घनत्व: पॉलीएस्पार्टिक का क्रॉसलिंक घनत्व पारंपरिक एपॉक्सी रेजिन की तुलना में 3-5 गुना अधिक होता है, जो सतह की कठोरता (शोर डी 70-85) को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।

2. कठोर और नरम खंडों का तालमेल

• कठोर खंड: आइसोसायनेट्स और एस्पार्टिक एस्टर की प्रतिक्रिया से बने कार्बामेट खंड (-NH-CO-O-) कठोर संरचनात्मक समर्थन प्रदान करते हैं।
• नरम खंड: पॉलीईथर या पॉलिएस्टर खंड (जैसे, PTMG) लोच प्रदान करते हैं, प्रभाव ऊर्जा को अवशोषित करते हैं ताकि भंगुर घिसाव को रोका जा सके।
• सहक्रियात्मक प्रभाव: कठोर खंड सतह खरोंच का विरोध करते हैं, जबकि नरम खंड तनाव को वितरित करते हैं, जिससे थकान घिसाव कम होता है।

3. आणविक श्रृंखला अभिविन्यास

इलाज के दौरान, आणविक श्रृंखला तनाव की दिशा के साथ व्यवस्थित रूप से संरेखित होती है, एक "स्व-सुदृढ़" संरचना बनाती है जो कतरनी और अपघर्षक घिसाव के प्रतिरोध को बढ़ाती है।

भौतिक गुण और कार्यात्मक संशोधन

1. उच्च कठोरता और क्रूरता का संतुलन

• कठोरता: शोर डी 70-85 (पारंपरिक एपॉक्सी रेजिन: डी 60-70), नायलॉन जैसे कठोर प्लास्टिक के समान, धातु के उपकरण खरोंच का प्रभावी ढंग से विरोध करता है।
• कठोरता: ब्रेक पर बढ़ाव >300%, प्रभाव के तहत सिरेमिक कोटिंग्स में आम भंगुर चिपिंग से बचना।

2. कार्यात्मक भराव के साथ सुदृढीकरण

• क्वार्ट्ज रेत (SiO₂): क्वार्ट्ज रेत (कण आकार 80-120 जाल) जोड़ने से सतह की कठोरता बढ़ जाती है, जिससे टैबर घर्षण 20mg से कम हो जाता है।
• सिलिकॉन कार्बाइड (SiC): नैनो-आकार के सिलिकॉन कार्बाइड कण क्रॉसलिंक्ड नेटवर्क छिद्रों को भरते हैं, जिससे घर्षण गुणांक (μ <0.4) कम हो जाता है।
• एंटी-वियर एडिटिव्स: पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन (PTFE) या मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड (MoS₂) सतह के घर्षण को कम करते हैं, जिससे एक "स्व-चिकनाई" प्रभाव पैदा होता है।

3. सतह घनत्व

विलायक-मुक्त फॉर्मूलेशन और तेजी से इलाज एक गैर-छिद्रपूर्ण सतह का परिणाम है, जो अपघर्षक कणों को एम्बेडिंग और त्वरित घिसाव का कारण बनने से रोकता है।

घर्षण प्रतिरोध पर अनुभवजन्य डेटा

1. टैबर घर्षण परीक्षण (ASTM D4060)

• पॉलीएस्पार्टिक: CS-10 व्हील, 1000g लोड, 1000 चक्रों के बाद 40mg से कम घिसाव।
• एपॉक्सी राल: समान परिस्थितियों में 100mg से अधिक।
• कंक्रीट: 500mg से अधिक।

2. रेत घर्षण परीक्षण (ASTM D968)

पॉलीएस्पार्टिक कोटिंग्स को 1 मिमी मोटाई से घिसने के लिए >50L रेत की आवश्यकता होती है, जो पारंपरिक एपॉक्सी कोटिंग्स की तुलना में तीन गुना अधिक है।

3. व्यावहारिक क्षेत्र सत्यापन

• केस 1: ऑटोमोटिव विनिर्माण कार्यशाला के फर्श में 3 साल के बाद सतह घिसाव की गहराई <0.1mm थी (200 फोर्कलिफ्ट पास/दिन)।
• केस 2: हवाई अड्डे के कार्गो क्षेत्र के फर्श को 10 वर्षों तक कोई रखरखाव की आवश्यकता नहीं थी, जिसमें कोई धूल या छीलना नहीं था।

पारंपरिक सामग्रियों के साथ तुलना

घर्षण प्रतिरोध के लिए अनुकूलन रणनीतियाँ

1. फॉर्मूलेशन डिजाइन

• भराव ढाल वितरण: आधार परत पर मोटा क्वार्ट्ज रेत (संपीड़न प्रतिरोध), शीर्ष परत पर नैनो SiC (घर्षण प्रतिरोध)।
• कठोरता संशोधन: इलास्टोमर्स (जैसे, PU प्रीपोलिमर) पेश करने से प्रभाव प्रतिरोध बढ़ता है और थकान घिसाव से बचा जाता है।

2. आवेदन प्रक्रिया

• बहु-परत कोटिंग: प्राइमर (आधार सीलिंग) + मध्यवर्ती कोट (क्वार्ट्ज सुदृढीकरण) + टॉपकोट (चिकनी घर्षण-प्रतिरोधी परत)।
• सतह की तैयारी: ग्रेड Sa2.5 (GB 8923-2011) के लिए आधार सतह को शॉट ब्लास्टिंग या पीसना, आसंजन >5MPa सुनिश्चित करना।

3. पर्यावरणीय अनुकूलन

• उच्च तापमान वाले वातावरण: नरम होने और त्वरित घिसाव को रोकने के लिए गर्मी प्रतिरोधी भराव (जैसे, सिरेमिक माइक्रोस्फीयर) शामिल करें।
• कम तापमान वाले वातावरण: कम ग्लास संक्रमण तापमान (Tg) के साथ पॉलीईथर खंडों का उपयोग कम तापमान पर क्रूरता बनाए रखने के लिए करें।

विफलता मोड और समाधान

1. सतह खरोंच

कारण: कठोर कण (जैसे, धातु के शेविंग) खरोंच का कारण बनते हैं।

समाधान: नियमित सफाई; घर्षण को कम करने के लिए PTFE जोड़ें।

2. थकान घिसाव

कारण: उच्च आवृत्ति वाले चक्रीय भार आणविक श्रृंखला टूटने का कारण बनते हैं।

समाधान: क्रॉसलिंक घनत्व बढ़ाएँ या स्व-मरम्मत के लिए गतिशील क्रॉसलिंकिंग बॉन्ड (जैसे, डील्स-एल्डर बॉन्ड) पेश करें।

3. रासायनिक संक्षारण घिसाव

कारण: अम्लीय या क्षारीय पदार्थ कोटिंग सतह को संक्षारित करते हैं।

समाधान: रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए फ्लोरोकार्बन राल जोड़ें।

पॉलीएस्पार्टिक का घर्षण प्रतिरोध इसके अत्यधिक क्रॉसलिंक्ड नेटवर्क, सहक्रियात्मक कठोर-नरम खंडों और कार्यात्मक भराव सुदृढीकरण का परिणाम है। अनुकूलित आणविक डिजाइन और इंजीनियर संशोधनों के साथ, इसका घिसाव प्रदर्शन पारंपरिक सामग्रियों को 3-5 गुना से अधिक कर सकता है, जो इसे उच्च-घिसाव परिदृश्यों के लिए आदर्श बनाता है। स्व-मरम्मत तकनीक और नैनो-कम्पोजिट में प्रगति भविष्य में इसकी स्थायित्व और अनुकूलन क्षमता को और बढ़ाएगी।

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