پولي يوريٿين: ڊيلز-ايلڊر رد عمل جي بنياد تي پولي يوريٿين سيلف هيلنگ ڪوٽنگن جي مٿاڇري جي سختي ۽ خود شفا بخش خاصيتن تي تحقيق

روايتي پولي يوريٿين ڪوٽنگن جي نقصان جو شڪار ٿيڻ ۽ پاڻ کي شفا ڏيڻ جي صلاحيتن جي کوٽ جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ، محققن ڊيلز-الڊر (ڊي اي) سائڪلو ايڊيشن ميڪانيزم ذريعي 5 wt% ۽ 10 wt% شفا ڏيڻ واري ايجنٽن تي مشتمل خود شفا ڏيندڙ پولي يوريٿين ڪوٽنگون تيار ڪيون. نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته شفا ڏيڻ واري ايجنٽن جي شموليت ڪوٽنگ جي سختي کي 3%-12% وڌائي ٿي ۽ 120 °C تي 30 منٽن اندر 85.6%-93.6% جي اسڪريچ شفا ڏيڻ جي ڪارڪردگي حاصل ڪري ٿي، ڪوٽنگن جي سروس لائف کي خاص طور تي وڌائي ٿي. هي مطالعو انجنيئرنگ مواد جي مٿاڇري جي حفاظت لاءِ هڪ جديد حل فراهم ڪري ٿو.

انجنيئرنگ مواد جي ميدان ۾، ڪوٽنگ مواد ۾ ميڪيڪل نقصان جي مرمت ڊگهي عرصي کان هڪ وڏو چئلينج رهيو آهي. جيتوڻيڪ روايتي پولي يوريٿين ڪوٽنگون بهترين موسم جي مزاحمت ۽ چپڪندڙ ڏيکارين ٿيون، انهن جي حفاظتي ڪارڪردگي تيزي سان خراب ٿي ويندي آهي جڏهن ڇڪڻ يا دراڙ لڳندا آهن. حياتياتي خود شفا ڏيڻ واري ميڪانيزم کان متاثر ٿي، سائنسدانن متحرڪ ڪوويلنٽ بانڊ تي ٻڌل خود شفا ڏيڻ واري مواد جي ڳولا شروع ڪري ڇڏي آهي، جنهن ۾ ڊيلز-الڊر (ڊي اي) رد عمل ان جي نرم رد عمل جي حالتن ۽ سازگار ريورسبلٽي جي ڪري اهم ڌيان حاصل ڪري رهيو آهي. تاهم، موجوده تحقيق بنيادي طور تي لڪير پولي يوريٿين سسٽم تي ڌيان ڏنو آهي، ڪراس لنڪڊ پولي يوريٿين پاؤڊر ڪوٽنگن ۾ خود شفا ڏيڻ واري خاصيتن جي مطالعي ۾ هڪ خلا ڇڏي ڏنو آهي.

هن ٽيڪنيڪل رڪاوٽ کي ٽوڙڻ لاءِ، گهريلو محققن جديد طور تي ٻه ڊي اي هيلنگ ايجنٽ - فوران-ميليڪ اينهائيڊرائيڊ ۽ فوران-بسميليمائيڊ - کي هائيڊروڪسيليٽڊ پاليسٽر رال سسٽم ۾ متعارف ڪرايو، بهترين خود شفا بخش خاصيتن سان هڪ پولي يوريٿين پائوڊر ڪوٽنگ تيار ڪئي. مطالعي ۾ شفا بخش ايجنٽن جي جوڙجڪ جي تصديق ڪرڻ لاءِ ¹H NMR، DA/ريٽرو-ڊي اي رد عمل جي ريورسبلٽي جي تصديق ڪرڻ لاءِ ڊفرنشل اسڪيننگ ڪيلوريميٽري (DSC)، ۽ ڪوٽنگن جي ميڪيڪل خاصيتن ۽ مٿاڇري جي خاصيتن جو منظم طريقي سان جائزو وٺڻ لاءِ سطح جي پروفائيلوميٽري سان گڏ نانو انڊينٽيشن ٽيڪنڪ استعمال ڪئي وئي.

اهم تجرباتي طريقن جي لحاظ کان، تحقيق ٽيم پهريون ڀيرو هائيڊروڪسيل تي مشتمل ڊي اي شفا بخش ايجنٽن کي ٻن مرحلن واري طريقي سان گڏ ڪيو. بعد ۾، 5 wt٪ ۽ 10 wt٪ شفا بخش ايجنٽن تي مشتمل پولي يوريٿين پائوڊر پگھلندڙ ملاوٽ ذريعي تيار ڪيا ويا، ۽ اليڪٽرو اسٽيٽڪ اسپرينگ استعمال ڪندي اسٽيل سبسٽريٽس تي لاڳو ڪيا ويا. شفا بخش ايجنٽن کان سواءِ ڪنٽرول گروپن سان مقابلو ڪندي، مادي ملڪيتن تي شفا بخش ايجنٽ جي ڪنسنٽريشن جي اثر جي منظم طريقي سان جاچ ڪئي وئي.

1.اين ايم آر تجزيو شفا بخش ايجنٽ جي جوڙجڪ جي تصديق ڪري ٿو

1 H NMR اسپيڪٽرا ڏيکاريو ته امين-داخل ٿيل فوران-ميليڪ اينهائيڊرائيڊ (HA-1) δ = 3.07 ppm ۽ 5.78 ppm تي خاصيت واري DA رنگ جي چوٽي ڏيکاري، جڏهن ته فوران-بسميليمائيڊ ايڊڪٽ (HA-2) δ = 4.69 ppm تي هڪ عام DA بانڊ پروٽون سگنل ڏيکاريو، شفا ڏيندڙ ايجنٽن جي ڪامياب ترکیب جي تصديق ڪئي.

2.ڊي ايس سي حرارتي طور تي واپس ٿيندڙ خاصيتون ظاهر ڪري ٿو

ڊي ايس سي ڪروز ظاهر ڪيو ته شفا ڏيندڙ ايجنٽن تي مشتمل نمونن ۾ ڊي اي رد عمل لاءِ اينڊوٿرمڪ چوٽيون 75 °C تي ۽ ريٽرو-ڊي اي رد عمل لاءِ خاصيت واري چوٽيون 110-160 °C جي حد ۾ ڏيکاريون ويون. چوٽي واري علائقي ۾ شفا ڏيندڙ ايجنٽ جي مواد جي وڌيڪ مقدار سان واڌ ٿي، شاندار حرارتي ريورسيبلٽي جو مظاهرو ڪيو.

3.نانو انڊينٽيشن ٽيسٽ سختي ۾ بهتري ڏيکارين ٿا

ڊيپٿ-حساس نانو انڊينٽيشن ٽيسٽ مان ظاهر ٿيو ته 5 wt% ۽ 10 wt% هيلنگ ايجنٽن جي اضافي سان ڪوٽنگ جي سختي ۾ ترتيب وار 3% ۽ 12% اضافو ٿيو. 8500 nm جي کوٽائي تي به 0.227 GPa جي سختي جي قيمت برقرار رکي وئي، جيڪا هيلنگ ايجنٽن ۽ پولي يوريٿين ميٽرڪس جي وچ ۾ ٺهيل ڪراس لنڪڊ نيٽ ورڪ سان منسوب هئي.

4.مٿاڇري جي مورفولوجي تجزيو

مٿاڇري جي خرابي جي جاچ ڏيکاري ٿي ته خالص پولي يوريٿين ڪوٽنگن سبسٽريٽ Rz ويليو کي 86 سيڪڙو گهٽائي ڇڏيو، جڏهن ته شفا بخش ايجنٽن سان ڪوٽنگن وڏن ذرڙن جي موجودگي جي ڪري سختي ۾ معمولي واڌ ڏيکاري. FESEM تصويرون شفا بخش ايجنٽ جي ذرڙن جي نتيجي ۾ مٿاڇري جي بناوت ۾ تبديلين کي بصري طور تي ڏيکارين ٿيون.

5.سکريچ هيلنگ ڪارڪردگي ۾ ڪاميابي

آپٽيڪل مائڪروسڪوپي مشاهدن مان ظاهر ٿيو ته 10 wt٪ شفا بخش ايجنٽ تي مشتمل ڪوٽنگون، 120 °C تي 30 منٽن لاءِ گرمي علاج کان پوءِ، 141 μm کان 9 μm تائين اسڪريچ ويڪر ۾ گهٽتائي ڏيکاري، 93.6٪ جي شفا بخش ڪارڪردگي حاصل ڪئي. هي ڪارڪردگي لڪير پولي يوريٿين سسٽم لاءِ موجوده ادب ۾ رپورٽ ڪيل کان تمام گهڻي بهتر آهي.

ايندڙ مواد ۾ شايع ٿيل، هي مطالعو ڪيتريون ئي جدتون پيش ڪري ٿو: پهريون، ترقي يافته ڊي اي-تبديل ٿيل پولي يوريٿين پائوڊر ڪوٽنگ سٺي ميڪيڪل ملڪيتن کي پاڻ کي شفا ڏيڻ جي صلاحيت سان گڏ ڪن ٿا، 12٪ تائين سختي جي بهتري حاصل ڪن ٿا. ٻيو، اليڪٽرو اسٽيٽڪ اسپرينگ ٽيڪنالاجي جو استعمال ڪراس لنڪڊ نيٽ ورڪ اندر شفا ڏيڻ واري ايجنٽن جي هڪجهڙائي واري پکيڙ کي يقيني بڻائي ٿو، روايتي مائڪرو ڪيپسول ٽيڪنڪ جي عام پوزيشننگ جي غلطي تي قابو پائي ٿو. سڀ کان اهم، اهي ڪوٽنگون نسبتاً گهٽ درجه حرارت (120 °C) تي اعليٰ شفا ڏيڻ جي ڪارڪردگي حاصل ڪن ٿيون، موجوده ادب ۾ رپورٽ ڪيل 145 °C شفا ڏيڻ واري درجه حرارت جي مقابلي ۾ وڌيڪ صنعتي لاڳو ٿيڻ جي آڇ ڪن ٿيون. مطالعي نه رڳو انجنيئرنگ ڪوٽنگن جي سروس لائف کي وڌائڻ لاءِ هڪ نئون طريقو فراهم ڪري ٿو پر "شفا ڏيڻ واري ايجنٽ ڪنسنٽريشن-پرفارمنس" رشتي جي مقداري تجزيي ذريعي فنڪشنل ڪوٽنگن جي ماليڪيولر ڊيزائن لاءِ هڪ نظرياتي فريم ورڪ پڻ قائم ڪري ٿو. شفا ڏيڻ واري ايجنٽن ۾ هائيڊروڪسيل مواد جي مستقبل جي اصلاح ۽ يوريٽڊيون ڪراس لنڪرز جي تناسب جي توقع آهي ته خود شفا ڏيڻ واري ڪوٽنگن جي ڪارڪردگي جي حدن کي وڌيڪ اڳتي وڌايو ويندو.