पॉलीएस्पार्टिक का विकास इतिहास

पॉलीएस्पार्टिक का विकास उच्च-प्रदर्शन सामग्री का एक प्रतिनिधि विकास है। इसकी प्रगति लगातार पारंपरिक पॉलीयूरिया की कमियों को दूर करने पर केंद्रित रही है—मुख्य रूप से बेहद कम जेल समय, तापमान और आर्द्रता के प्रति उच्च संवेदनशीलता, और सख्त उपकरण आवश्यकताएं—जबकि बेहतर व्यापक प्रदर्शन और निर्माण सुविधा की तलाश है।

चरण 1: प्रारंभिक प्रौद्योगिकी और अवधारणा सत्यापन (1980 के दशक के अंत – 1990 के दशक की शुरुआत)

1. पारंपरिक पॉलीयूरिया की परिपक्वता और सीमाएँ

पारंपरिक सुगंधित पॉलीयूरिया, जिसे 1980 के दशक में टेक्सैको (बाद में हंट्समैन द्वारा अधिग्रहित) द्वारा विकसित और व्यावसायीकृत किया गया था, में बेहद तेज़ प्रतिक्रिया गति (सेकंड में मापा गया जेल समय), उत्कृष्ट भौतिक गुण (लोच, पहनने का प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, वॉटरप्रूफिंग), और अच्छी तापीय स्थिरता थी।

हालांकि, बेहद कम जेल समय (आमतौर पर सेकंड से लेकर दस सेकंड के भीतर) के लिए उच्च तापमान, उच्च दबाव वाले प्रभाव मिश्रण उपकरण और अत्यधिक कुशल ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है, जिससे बड़े क्षेत्र, जटिल अनुप्रयोग या मरम्मत करना बहुत मुश्किल हो जाता है। इसके अतिरिक्त, सुगंधित पॉलीयूरिया पीलापन के प्रति प्रवण था, जिससे उच्च मौसम प्रतिरोध की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में इसका उपयोग सीमित हो गया।

2. समाधान की तलाश: प्रतिक्रिया को धीमा करना

तेज़ प्रतिक्रिया समस्या को दूर करने के लिए, रसायनज्ञों ने एमाइन और आइसोसाइनेट्स के बीच आक्रामक प्रतिक्रिया को “वश में” करने के तरीकों की खोज शुरू कर दी।

मुख्य सफलता: पॉलीएस्पार्टिक एस्टर का आविष्कार।

मुख्य अवधारणा: अत्यधिक प्रतिक्रियाशील प्राथमिक एमाइन (-NH₂) को माइकल जोड़ प्रतिक्रिया के माध्यम से ढालें ​​और इसे कम प्रतिक्रियाशील द्वितीयक एमाइन में परिवर्तित करें।

तकनीकी दृष्टिकोण: विशिष्ट एलिफैटिक प्राथमिक एमाइन (जैसे साइक्लोएलिफैटिक एमाइन) को एक नया द्वितीयक एमाइन-टर्मिनेटेड राल बनाने के लिए मैलेट या फ्यूमरेट एस्टर के साथ प्रतिक्रिया दी गई—यह पॉलीएस्पार्टिक एस्टर है।

प्रौद्योगिकी अग्रणी: बायर (अब कोवेस्ट्रो) के वैज्ञानिकों ने 1990 के आसपास यह सफलता हासिल की और मौलिक पेटेंट दायर किया। विभिन्न प्राथमिक एमाइन संरचनाओं (R1, R2) का चयन करके और आणविक भार को समायोजित करके, वे स्टेरिक बाधा और इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते थे, जिससे आइसोसाइनेट्स (विशेष रूप से एलिफैटिक HDI ट्राइमर) के साथ प्रतिक्रिया दर में काफी कमी आई।

चरण 2: व्यावसायीकरण और प्रदर्शन अनुकूलन (1990 के दशक के मध्य – 2000 के दशक की शुरुआत)

1. बायर व्यावसायीकरण का नेतृत्व करता है

अपने मालिकाना पॉलीएस्पार्टिक एस्टर संश्लेषण पेटेंट के आधार पर, बायर ने 1995 के आसपास पहली पीढ़ी के वाणिज्यिक पॉलीएस्पार्टिक एस्टर रेजिन (जैसे डेस्मोफेन NH 1420) लॉन्च किए, जो अपने स्वयं के एलिफैटिक पॉलीआइसोसाइनेट्स (जैसे डेस्मोडुर एन श्रृंखला) के साथ मेल खाते थे, जिससे प्रारंभिक पॉलीएस्पार्टिक प्रणाली का निर्माण हुआ।

मुख्य लाभ:

• काफी विस्तारित पॉट लाइफ: सेकंड (पारंपरिक पॉलीयूरिया में) से लेकर कई मिनट या यहां तक ​​कि दस मिनट (समायोज्य) तक विस्तारित, रोलर या स्क्वीजी अनुप्रयोग की अनुमति देता है और विशेष स्प्रे उपकरण पर निर्भरता कम करता है।
• कम VOC / उच्च ठोस पदार्थ: उच्च-ठोस या विलायक-मुक्त फॉर्मूलेशन के साथ संगत, जो तेजी से सख्त पर्यावरणीय नियमों को पूरा करता है।
• उत्कृष्ट मौसम प्रतिरोध: एलिफैटिक प्रणाली ने पीलेपन की समस्या का समाधान किया, जो उत्कृष्ट चमक और रंग प्रतिधारण प्रदान करता है।
• मजबूत भौतिक गुण: पॉलीयूरिया की उच्च लोच, पहनने का प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिरोध और आसंजन को बनाए रखा।
• तापमान और आर्द्रता के प्रति कम संवेदनशीलता: पारंपरिक पॉलीयूरिया की तुलना में पर्यावरणीय नमी से कम प्रभावित।

2. प्रारंभिक अनुप्रयोग विकास

प्रारंभिक अनुप्रयोगों ने मुख्य रूप से उच्च मौसम प्रतिरोध और सजावटी फिनिश की आवश्यकता वाले क्षेत्रों को लक्षित किया, जैसे कि उच्च-प्रदर्शन औद्योगिक फर्श टॉपकोट (पीलेपन के प्रति प्रवण पॉलीयूरेथेन टॉपकोट को बदलना) और स्टील संरचना विरोधी-संक्षारण टॉपकोट।

सामग्री का परीक्षण तेज़ टर्नअराउंड वातावरण (जैसे पार्किंग स्थल और फ़ैक्टरी वर्कशॉप) में भी किया गया था, इसकी अपेक्षाकृत त्वरित इलाज (कुछ घंटों से लेकर एक दिन तक पूरी तरह से ठीक होने के साथ, कुछ मिनटों से लेकर कुछ घंटों तक सतह सूखने) के कारण।

चरण 3: प्रदर्शन विस्तार और बाजार वृद्धि (2000 के दशक के मध्य – 2010 के दशक)

1. निरंतर राल और फॉर्मूलेशन पुनरावृत्ति

बायर/कोवेस्ट्रो: पॉलीएस्पार्टिक रेजिन की नई पीढ़ियों (जैसे डेस्मोफेन NH 15xx, 16xx श्रृंखला) को लगातार पेश किया, आणविक डिजाइन के माध्यम से आगे अनुकूलित:

• तेज़ इलाज बनाए रखते हुए पॉट लाइफ का विस्तार किया।
• लचीलापन और कठोरता को संतुलित किया।
• लेवलिंग में सुधार और चिपचिपाहट कम हुई (आसान अनुप्रयोग और उच्च ठोस सामग्री के लिए)।
• रासायनिक और तापीय प्रतिरोध में वृद्धि।

प्रतियोगी उभरे:

• BASF: 2003 के आसपास अपने स्वयं के पॉलीएस्पार्टिक रेजिन (लारोमर श्रृंखला) पेश किए, जो कोवेस्ट्रो के लिए एक प्रमुख प्रतियोगी बन गया।
• हंट्समैन: पॉलीयूरिया और आइसोसाइनेट रसायन विज्ञान में अपने गहन अनुभव का लाभ उठाते हुए संबंधित उत्पाद जारी किए (जैसे, संशोधन और मिलान आइसोसाइनेट्स के लिए जेफमाइन पॉलीईथर एमाइन)।
• Feiyang Protech: चीन में अग्रणी पॉलीएस्पार्टिक कंपनी के रूप में, Feiyang Protech ने 2000 के दशक की शुरुआत में अनुसंधान और विकास में भारी निवेश किया और जल्दी से प्रतिस्पर्धी पॉलीएस्पार्टिक रेजिन और एलिफैटिक आइसोसाइनेट्स लॉन्च किए, विदेशी एकाधिकार को तोड़ दिया और स्थानीयकरण लाभों के माध्यम से तेजी से बाजार हिस्सेदारी हासिल की।

2. महत्वपूर्ण अनुप्रयोग विस्तार

• पवन ऊर्जा: बेहतर मौसम प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, हवा के कटाव प्रतिरोध, और विनिर्माण दक्षता मांगों को पूरा करने के लिए तेज़ इलाज के कारण पवन टरबाइन ब्लेड के लिए एक प्राथमिक कोटिंग बन गई।
• फर्श: उच्च-अंत टॉपकोट से लेकर मिड-कोट और प्राइमर तक विस्तारित, विभिन्न कठोरता, लचीलापन और रंग के साथ पूर्ण-प्रणाली समाधान विकसित करना, जिसका व्यापक रूप से औद्योगिक संयंत्रों, वाणिज्यिक स्थानों, अस्पतालों और स्कूलों में उपयोग किया जाता है।
• बुनियादी ढांचा और संक्षारण संरक्षण: पुलों, पाइपलाइनों, भंडारण टैंकों, बंदरगाह सुविधाओं के लिए भारी-शुल्क संक्षारण संरक्षण में वृद्धि हुई, विशेष रूप से जहां तेज़ अनुप्रयोग और रखरखाव की आवश्यकता होती है।
• परिवहन: ट्रक चेसिस, कंटेनरों, ट्रेन घटकों पर सुरक्षात्मक कोटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
• उभरते क्षेत्र: समुद्री कोटिंग्स, खेल सुविधाओं, रचनात्मक सजावट और बहुत कुछ में उपयोग की खोज की गई।

चरण 4: विविधीकरण, उच्च प्रदर्शन और स्थिरता (2010 के दशक के अंत – वर्तमान)

1. अत्यधिक परिष्कृत फॉर्मूलेशन प्रौद्योगिकी

• अत्यधिक प्रदर्शन: अल्ट्रा-वियर-प्रतिरोधी, उच्च-तापमान-प्रतिरोधी (जैसे, निकास पाइप के लिए), कम-तापमान-कठोर, और अत्यधिक रासायनिक-प्रतिरोधी (अम्ल, क्षार, विलायक) विशेष पॉलीएस्पार्टिक कोटिंग्स विकसित की गईं।
• कार्यात्मकता: चालकता, एंटी-स्लिप गुण, स्व-सफाई और लौ मंदता के साथ कोटिंग्स पेश की गईं।
• बेहतर अनुप्रयोग सहनशीलता: तापमान और आर्द्रता के प्रति कम संवेदनशीलता, लंबी पॉट लाइफ और अधिक विविध अनुप्रयोग वातावरण के अनुरूप समायोज्य इलाज गति के साथ फॉर्मूलेशन बनाए गए।

2. पर्यावरण संरक्षण और स्थिरता पर ध्यान दें

• विलायक-मुक्त / अल्ट्रा-उच्च ठोस पदार्थ: ठोस सामग्री को बढ़ाना जारी रखा, VOC उत्सर्जन को कम करना या समाप्त करना।
• जलजनित अन्वेषण: हालांकि तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण (आइसोसाइनेट-पानी प्रतिक्रियाओं और धीमी सुखाने के कारण), कुछ कंपनियों और अनुसंधान संस्थानों ने सबसे सख्त पर्यावरणीय नियमों को पूरा करने के लिए प्रोटोटाइप या प्रारंभिक वाणिज्यिक जलजनित पॉलीएस्पार्टिक उत्पाद पेश किए हैं।
• जैव-आधारित कच्चे माल: कार्बन पदचिह्न को कम करने के लिए आंशिक रूप से जैव-आधारित पॉलीओल या एमाइन के उपयोग की खोज की गई।

3. चीनी उद्यमों का उदय और तीव्र वैश्विक प्रतिस्पर्धा

• Feiyang Protech: पॉलीएस्पार्टिक क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण वैश्विक खिलाड़ियों में से एक बन गया, राल संश्लेषण, फॉर्मूलेशन और अनुप्रयोग में कई पेटेंट और व्यापक समाधान रखता है, जिसका उत्पाद प्रदर्शन अंतरराष्ट्रीय नेताओं के बराबर है।
• अन्य चीनी कंपनियां: वानहुआ केमिकल और हुआफन ग्रुप जैसी फर्में सक्रिय रूप से विस्तार कर रही हैं, तकनीकी प्रगति और लागत अनुकूलन को बढ़ावा दे रही हैं।
• वैश्विक परिदृश्य: कोवेस्ट्रो, BASF, हंट्समैन, PPG, शेरविन-विलियम्स, निप्पॉन पेंट और अन्य अंतर्राष्ट्रीय दिग्गज अब चीनी कंपनियों के साथ भयंकर प्रतिस्पर्धा में हैं, संयुक्त रूप से तकनीकी प्रगति और बाजार विकास को आगे बढ़ा रहे हैं।

4. परिपक्व अनुप्रयोग तकनीक और उपकरण

• विशेष दो-घटक स्प्रे उपकरण: ग्रेको और ग्लासक्राफ्ट जैसे निर्माताओं ने पॉलीएस्पार्टिक कोटिंग्स की चिपचिपाहट, मिश्रण अनुपात और जेल समय को बेहतर ढंग से अनुकूलित करने के लिए उपकरणों को लगातार परिष्कृत किया है।
• मानकीकृत मैनुअल अनुप्रयोग: रोलिंग और स्क्वीजी अनुप्रयोग तकनीक अधिक मानकीकृत और व्यापक रूप से अपनाई गई हैं।
• कम तापमान अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी में प्रगति।

सारांश: पॉलीएस्पार्टिक का विकास पथ

• समस्या-संचालित: सीधे पारंपरिक पॉलीयूरिया की खराब कार्यक्षमता को हल करने के उद्देश्य से।
• राल सफलता: पॉलीएस्पार्टिक एस्टर का आविष्कार आधार था, राल संरचना डिजाइन प्रदर्शन नियंत्रण की कुंजी है।
• निरंतर प्रदर्शन पुनरावृत्ति: केवल पॉट लाइफ का विस्तार करने से लेकर लगातार बेहतर भौतिक गुणों, मौसम प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिरोध, कार्यक्षमता और कार्यक्षमता का पीछा करने तक विकसित हुआ।
• अनुप्रयोग क्षेत्रों का विस्तार: औद्योगिक फर्श टॉपकोट से लेकर पवन ऊर्जा, भारी-शुल्क संक्षारण संरक्षण, बुनियादी ढांचा, परिवहन, निर्माण वॉटरप्रूफिंग, चिपकने वाले और बहुत कुछ तक तेजी से विस्तार हुआ।
• पर्यावरण नवाचार: विलायक-मुक्त, अल्ट्रा-उच्च ठोस पदार्थ, जलजनित और जैव-आधारित समाधानों की ओर संचालित।
• चीनी उद्यमों का उदय: चीनी कंपनियों ने प्रौद्योगिकी आयात से स्वतंत्र नवाचार से लेकर वैश्विक नेतृत्व तक सफलतापूर्वक कदम रखा है, जिससे वैश्विक उद्योग परिदृश्य का पुनर्गठन हुआ है।

पॉलीएस्पार्टिक का विकास जारी है, भविष्य के रुझानों में उच्च प्रदर्शन, अधिक स्थिरता, विस्तारित कार्यक्षमता, कम लागत और आसान अनुप्रयोग पर ध्यान केंद्रित किया गया है ताकि लगातार विकसित हो रही बाजार मांगों को पूरा किया जा सके।

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