آلية مرونة البوليسبارتيك

إن المرونة العالية للبوليسبارتيك تأتي من بنيتها الجزيئية الفريدة وشبكتها المتقاطعة الديناميكية ، مما يمكنها من التمدد تحت الضغط والعودة بسرعة إلى شكلها الأصلي.

تصميم قطاع السلاسل الجزيئية

1قطاعات ناعمة (سلاسل مرنة)

قطاعات البوليثير / البوليستر: عادةً ما يتضمن البولياسبارتيك قطاعات مرنة مثل البوليتراميثيلين غليكول (PTMG) أو البولي كابروالكتون (PCL) ، والتي تمنح حركة السلسلة.

الوظيفة: هذه الأجزاء المرنة تمتد وتتلف تحت القوى الخارجية ، مما يوفر معدلات إطالة عالية (عادة > 300٪).

2قطاعات صلبة (سلاسل صلبة)

روابط الكربامات (-NH-CO-O-): تتشكل عن طريق ردود الفعل بين الأيزوسيانات والإسترات الأسباركية ، مما يخلق نقاط ربط متماسكة صلبة للحد من الانزلاق المفرط للسلسلة الجزيئية.

الوظيفة: تشكل الأجزاء الصلبة روابط متقاطعة مادية عن طريق روابط الهيدروجين وقوى فان دير فال ، مما يعزز قوة الشد (> 20 MPa).

3هيكل فصل الميكروفازات

الأجزاء الناعمة والقاسية تشكل تلقائيًا انفصال الميكروفازات بسبب عدم التوافق الديناميكي الحراري:

• مناطق القطاع الناعم: مسؤولة عن التشوه المرن.
• مناطق القطعة الصلبة: تعمل كنقاط ربط متقاطعة مادية ، والحفاظ على سلامة المواد بشكل عام.
• الاستجابة الديناميكية: تحت الضغط، تتمدد الأجزاء الناعمة لاستيعاب الطاقة. عند تفريغها، تستعيد الأجزاء الصلبة شكلها الأصلي.

الخصائص الديناميكية للشبكات المتقاطعة

1كثافة الروابط الثلاثية الأبعاد

يشكّل البوليسبارتيك كثافة الارتباط المتوسطة عن طريق الارتباط الكيميائي بين الأيزوسيانات وإسترات الأسبارتيك:

• الروابط المتعددة: تصبح المادة هشة (على سبيل المثال ، الراتنجات الايبوكسي التقليدية).
• عدم كفاية الترابط المتقاطع: يزحف المواد بسهولة (على سبيل المثال، المطاط غير المعالج).
• البوليسبارتيك: المسافة المتوازنة بين الروابط المتقاطعة تسمح للسلسلة الجزيئية بالتمدد دون تشوه دائم.

2الرابطة الهيدروجينية المعكوسة

تتشكل روابط هيدروجينية ديناميكية بين N-H و O=C في مجموعات الكربامات:

• تحت الضغط: روابط الهيدروجين تنكسر، وتمتص الطاقة.
• عند التفريغ: إعادة تشكيل روابط الهيدروجين.
• إمكانية الشفاء الذاتي: الروابط الهيدروجينية في الشقوق الصغيرة تتعافى جزئياً، مما يؤخر فشل المادة.

بيانات تجريبية عن الخصائص المرنة

1خصائص السحب (ASTM D412)

إطالة عند الكسر: 300٪ -500٪ (الراتنج الايبوكسي التقليدي: 3٪ - 5٪ ، البولي يوريثان: ~ 200٪).

نموذج مرن: 100-500 MPa (صلبة معتدلة، مرونة التوازن والدعم).

2التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA)

درجة حرارة انتقال الزجاج (Tg): عادة ما تتراوح بين -50 °C إلى 0 °C ، مع الحفاظ على المرونة في درجات الحرارة المنخفضة (المطاط النموذجي: Tg ~ 60 °C ؛ الراتنجات الايبوكسي: Tg > 50 °C).

القيمة القصوى لـ Tan δ: منخفضة (حوالي 0.1-0.3) ، مما يشير إلى انخفاض خسائر الطاقة وارتفاع مرونة.

3اختبار الضغط الدوري

يظهر polyaspartic تشوهًا دائمًا بنسبة < 5٪ بعد 1000 دورة عند ضغط ضغط بنسبة 50 ٪ (القطن السيليكوني: ~ 10 ٪ ، البولي يوريثان: ~ 15 ٪).

التطبيقات العملية للمزايا المرنة

1أرضيات صناعية

مقاومة الصدمات: يمتص الطلاء المرن الطاقة من الشاحنات والكائنات الساقطة ، مما يحمي الأساسات الخرسانية من الشقوق.

الحالة: أرضيات مصنع السيارات المطلية بالبوليسبارتيك تقلل صيانة المعدات بنسبة 60٪.

2أرضيات الرياضة

عودة الطاقة: تغطية مرنة على المسارات والملاعب تقلل من تأثير المفاصل (معدل الارتداد > 35٪) ، مما يعزز السلامة.

3مفاصل توسيع الجسر

قابلية التكيف مع التشوه: تتشوه الطلاءات بمرونة مع تحركات الجسر في حدود -30 °C إلى 70 °C ، مما يمنع الشقوق ودخول المياه.

4الطلاء الواقي

مقاومة الانفجارات: الطلاء في المصانع العسكرية والكيميائية يذوب طاقة موجات الصدمة من خلال المرونة.

مقارنة مع المواد المرنة التقليدية

تعديلات الأداء المرن

1تعديلات نسبة القطاع

زيادة الأجزاء الرخوة: تعزز التمدد (على سبيل المثال ، يزيد محتوى PTMG من 30٪ إلى 50٪ من التمدد من 300٪ إلى 450٪).

زيادة القطاعات الصلبة: يزيد من النموذج (على سبيل المثال ، يزيد الإيزوسيانات الزائد من النموذج من 100 MPa إلى 300 MPa).

2تعديلات وظيفية

تعزيز النانو: إضافة أنابيب الكربون النانوية (CNT) أو الجرافين يعزز النموذج المرن (+ 20٪) مع الحفاظ على التمدد العالي.

عوامل تصلب: إدخال جزيئات القشرة الأساسية (على سبيل المثال، الأكريلات) يحسن مقاومة الدموع.

3تقنيات الترابط الديناميكي

الروابط المتماثلة القابلة للعودة: يُحقق دمج روابط ديلز-ألدر مرونة الشفاء الذاتي (في الوقت الحالي في مرحلة المختبر).

إن مرونة البوليسبارتيك هي نتيجة للتأثير التعاوني لفصل الموجات الدقيقة بين الأجزاء الناعمة والقاسية والشبكة المتقاطعة الديناميكية.من خلال تصميم سلسلة جزيئية مرنة، والربط الهيدروجيني القابل للعودة ، وكثافة الارتباط المتقاطع المناسبة ، يحقق بوليسبارتيك امتدادًا كبيرًا ، وانتعاشًا سريعًا ، ومتانة.هذا التوازن بين الصلابة والمرونة يجعل البوليسبارتيك مادة مرنة عالية الأداء لا غنى عنها في الصناعات مثل التصنيعالتطورات المستقبلية في الربط الديناميكي الذكي ستعزز من سيطرتها على المرونة وخصائصها في التعافي الذاتي.توسيع التطبيقات في الإلكترونيات المرنة والطلاء الذكي.

وتتخصص فييانغ في إنتاج المواد الخام لطلاء البوليسبارتيك لمدة 30 عامًا ويمكن أن توفر الراتنجات البوليسبارتيك والمواد الصلبة وصياغات الطلاء.

لا تتردد في الاتصال بنا:marketing@feiyang.com.cn

قائمة منتجاتنا:

• الراتنج البوليسبارتيك
• مُصلب الايزوسيانات
• مُصلب الايبوكسي
• المواد الكيميائية الخاصة

اتصل بفريقنا التقني اليوم لاستكشاف كيف يمكن لحلول "فايانغ بروتيك" المتقدمة من البوليسبارتيك أن تغير استراتيجية طلاءك اتصل بفريقنا التقني