2025 жылы жабын өнеркәсібі «жасыл трансформация» және «өнімділікті арттыру» сияқты қос мақсаттарға қарай жеделдетіліп келеді. Автомобиль және теміржол көлігі сияқты жоғары сапалы жабын салаларында су негізіндегі жабындар төмен ұшқыш органикалық қосылыстар шығарындыларының, қауіпсіздігінің және уытты еместігінің арқасында «балама нұсқалардан» «негізгі таңдауларға» айналды. Дегенмен, қатаң қолдану сценарийлерінің талаптарын (мысалы, жоғары ылғалдылық және күшті коррозия) және пайдаланушылардың жабынның беріктігі мен функционалдығына қойылатын жоғары талаптарын қанағаттандыру үшін су негізіндегі полиуретанды (WPU) жабындарындағы технологиялық жетістіктер қарқынды дамып келеді. 2025 жылы формуланы оңтайландыру, химиялық модификациялау және функционалды дизайн саласындағы салалық инновациялар бұл секторға жаңа серпін берді.
Негізгі жүйені тереңдету: «Қатынастарды реттеуден» «Өнімділік теңгеріміне» дейін
Қазіргі суда ерітілетін жабындар арасында «өнімділік көшбасшысы» ретінде екі компонентті суда ерітілетін полиуретан (WB 2K-PUR) негізгі міндетке тап болуда: полиол жүйелерінің арақатынасы мен өнімділігін теңестіру. Биыл зерттеу топтары полиэфирлі полиолдың (PTMEG) және полиэфирлі полиолдың (P1012) синергетикалық әсерін терең зерттеу жүргізді.
Дәстүрлі түрде полиэфирлі полиол тығыз молекулааралық сутектік байланыстардың арқасында жабынның механикалық беріктігі мен тығыздығын арттырады, бірақ шамадан тыс қосу эфир топтарының күшті гидрофильділігіне байланысты суға төзімділікті төмендетеді. Тәжірибелер P1012 полиол жүйесінің 40%-ын (г/г) құраған кезде «алтын тепе-теңдікке» қол жеткізілетінін растады: сутектік байланыстар шамадан тыс гидрофильділіксіз физикалық көлденең байланыс тығыздығын арттырады, бұл жабынның кешенді өнімділігін, соның ішінде тұздың шашырауына төзімділікті, суға төзімділікті және созылу беріктігін оңтайландырады. Бұл қорытынды WB 2K-PUR негізгі формуласын жобалау үшін, әсіресе механикалық өнімділікті де, коррозияға төзімділікті де қажет ететін автомобиль шассиі мен теміржол көлігінің металл бөлшектері сияқты сценарийлер үшін айқын нұсқаулық береді.
«Қаттылық пен икемділікті біріктіру»: Химиялық модификация жаңа функционалдық шекараларды ашады
Негізгі арақатынасты оңтайландыру «дәл түзету» болғанымен, химиялық модификация суда ерітілетін полиуретан үшін «сапалық секірісті» білдіреді. Биылғы жылы екі модификация жолы ерекшеленді:
1-жол: Полисилоксан және терпен туындыларымен синергетикалық күшейту
Төмен беттік энергиялы полисилоксан (PMMS) және гидрофобты терпен туындыларының үйлесімі WPU-ға «супергидрофобтық + жоғары қаттылық» қос қасиеттерін береді. Зерттеушілер 3-меркаптопропилметилдиметоксисилан мен октаметилциклотетрасилоксанды пайдаланып гидроксил-терминацияланған полисилоксанды (PMMS) дайындады, содан кейін изоборнил акрилатты (биомассадан алынған камфеннің туындысы) УК-иницирленген тиол-энді басу реакциясы арқылы PMMS бүйір тізбектеріне терпен негізіндегі полисилоксанды (PMMS-I) түзу үшін егілді.
Модификацияланған WPU айтарлықтай жақсарулар көрсетті: статикалық сумен жанасу бұрышы 70,7°-тан 101,2°-қа дейін өсті (лотос жапырағына ұқсас супергидрофобтыққа жақындады), су сіңіру 16,0%-дан 6,9%-ға дейін төмендеді, ал қатты терпен сақинасының құрылымына байланысты созылу беріктігі 4,70 МПа-дан 8,82 МПа-ға дейін өсті. Термогравиметриялық талдау сонымен қатар термиялық тұрақтылықтың жақсарғанын көрсетті. Бұл технология шатыр панельдері мен бүйірлік юбкалар сияқты теміржол көлігінің сыртқы бөлшектері үшін интеграцияланған «ластануға қарсы + ауа райына төзімді» шешім ұсынады.
2-жол: Полииминді айқас байланыстыру «өздігінен қалпына келу» технологиясын іске қосады
Өздігінен қалпына келу жабындардағы танымал технология ретінде пайда болды, ал биылғы зерттеулер оны WPU механикалық өнімділігімен біріктіріп, «жоғары өнімділік + өздігінен қалпына келу қабілеті» саласында қос жетістіктерге қол жеткізді. Полибутиленгликоль (PTMG), изофорон диизоцианаты (IPDI) және полиимин (PEI) арқылы көлденең байланыстырушы ретінде дайындалған көлденең байланыстырылған WPU әсерлі механикалық қасиеттерді көрсетті: созылу беріктігі 17,12 МПа және үзіліс кезіндегі созылу 512,25% (резеңке икемділігіне жақын).
Ең бастысы, ол 30°C температурада 24 сағат ішінде толық өздігінен қалпына келеді — жөндеуден кейін созылу беріктігі 3,26 МПа дейін қалпына келеді және 450,94% созылады. Бұл оны автомобиль бамперлері мен теміржол салондары сияқты сызаттарға бейім бөлшектерге өте қолайлы етеді, бұл техникалық қызмет көрсету шығындарын айтарлықтай азайтады.
«Наноөлшемді интеллектуалды басқару»: ластануға қарсы жабындар үшін «беттік революция»
Граффитиге қарсы және оңай тазаланатын жабындарға қойылатын негізгі талаптар болып табылады. Биыл «сұйықтық тәрізді PDMS нанопулдарына» негізделген ластануға төзімді жабын (NP-GLIDE) назар аударды. Оның негізгі қағидасы полидиметилсилоксанның (PDMS) бүйір тізбектерін суда еритін полиол негізіне трансплантациялық сополимер полиол-g-PDMS арқылы трансплантациялауды, диаметрі 30 нм-ден кіші «нанопулдарды» қалыптастыруды қамтиды.
Бұл нанопулдардағы PDMS байыту жабынға «сұйықтық тәрізді» бет береді — беттік керілуі 23 мН/м-ден асатын барлық сынақ сұйықтықтары (мысалы, кофе, май дақтары) із қалдырмай сырғып кетеді. 3H қаттылығына қарамастан (кәдімгі әйнекке жақын), жабын ластануға қарсы тамаша өнімділікті сақтайды.
Сонымен қатар, «физикалық кедергі + жұмсақ тазарту» граффитиге қарсы стратегия ұсынылды: пленка тығыздығын арттыру және граффитидің енуіне жол бермеу үшін HDT негізіндегі полиизоцианатқа IPDI тримерін енгізу, сонымен қатар ұзақ уақыт бойы төмен беттік энергияны қамтамасыз ету үшін силикон/фтор сегменттерінің миграциясын бақылау. Дәл көлденең байланыс тығыздығын бақылау үшін DMA (динамикалық механикалық талдау) және интерфейс миграциясын сипаттау үшін XPS (рентгендік фотоэлектронды спектроскопия) технологиясымен біріктірілген бұл технология индустрияландыруға дайын және автомобиль бояулары мен 3C өнім қаптамаларында ластануға қарсы жаңа эталон болады деп күтілуде.
Қорытынды
2025 жылы WPU жабын технологиясы «бір өнімділікті жақсартудан» «көп функциялы интеграцияға» ауысады. Негізгі формуланы оңтайландыру, химиялық модификациядағы жетістіктер немесе функционалдық дизайндағы инновациялар арқылы негізгі логика «қоршаған ортаға зиянсыздық» пен «жоғары өнімділікті» синергиялауға негізделген. Автомобиль және теміржол транзиті сияқты салалар үшін бұл технологиялық жетістіктер жабынның қызмет ету мерзімін ұзартып, техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтып қана қоймай, сонымен қатар «жасыл өндіріс» пен «жоғары деңгейлі пайдаланушы тәжірибесін» қосарлы жаңартуға әкеледі.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 14 қараша