Kanggo ngatasi masalah lapisan poliuretan konvensional sing rentan rusak lan ora duwe kemampuan penyembuhan dhewe, para peneliti ngembangake lapisan poliuretan sing bisa penyembuhan dhewe sing ngemot agen penyembuhan 5 wt% lan 10 wt% liwat mekanisme sikloadisi Diels-Alder (DA). Asil kasebut nuduhake yen penggabungan agen penyembuhan nambah kekerasan lapisan nganti 3%–12% lan entuk efisiensi penyembuhan goresan 85,6%–93,6% sajrone 30 menit ing suhu 120 °C, sing sacara signifikan ngluwihi umur layanan lapisan kasebut. Panliten iki nyedhiyakake solusi inovatif kanggo perlindungan permukaan bahan teknik.
Ing babagan bahan teknik, ndandani kerusakan mekanik ing bahan pelapis wis suwe dadi tantangan utama. Sanajan lapisan poliuretan tradisional nduweni ketahanan cuaca lan adhesi sing apik banget, kinerja protèktifé cepet mudhun nalika ana goresan utawa retakan. Diilhami dening mekanisme penyembuhan diri biologis, para ilmuwan wis miwiti njelajah bahan penyembuhan diri adhedhasar ikatan kovalen dinamis, kanthi reaksi Diels-Alder (DA) entuk perhatian sing signifikan amarga kondisi reaksi sing entheng lan reversibilitas sing apik. Nanging, riset sing wis ana utamane fokus ing sistem poliuretan linier, ninggalake celah ing panliten babagan sifat penyembuhan diri ing lapisan bubuk poliuretan sing disambung silang.
Kanggo ngatasi alangan teknis iki, para peneliti domestik kanthi inovatif ngenalake rong agen penyembuhan DA—furan-maleat anhidrida lan furan-bismaleimide—menyang sistem resin poliester hidroksilasi, ngembangake lapisan bubuk poliuretan kanthi sifat penyembuhan diri sing apik banget. Panliten iki nggunakake ¹H NMR kanggo ngonfirmasi struktur agen penyembuhan, kalorimetri pemindaian diferensial (DSC) kanggo verifikasi reversibilitas reaksi DA/retro-DA, lan teknik nanoindentasi bebarengan karo profilometri permukaan kanggo ngevaluasi sifat mekanik lan karakteristik permukaan lapisan kanthi sistematis.
Ing babagan teknik eksperimen utama, tim riset pisanan nyintesis agen penyembuhan DA sing ngandhut hidroksil nggunakake metode rong langkah. Sabanjure, bubuk poliuretan sing ngandhut agen penyembuhan 5 wt% lan 10 wt% disiapake liwat campuran leleh, lan ditrapake ing substrat baja nggunakake penyemprotan elektrostatik. Kanthi mbandhingake karo klompok kontrol tanpa agen penyembuhan, pengaruh konsentrasi agen penyembuhan marang sifat bahan diselidiki kanthi sistematis.
1.Analisis NMR Ngonfirmasi Struktur Agen Penyembuhan
Spektrum 1 H NMR nuduhake yen anhidrida furan-maleat (HA-1) sing dilebokake amina nuduhake puncak cincin DA sing khas ing δ = 3,07 ppm lan 5,78 ppm, dene adduct furan-bismaleimide (HA-2) nuduhake sinyal proton ikatan DA khas ing δ = 4,69 ppm, sing ngonfirmasi sintesis agen penyembuhan sing sukses.
2.DSC Mbukak Karakteristik Termal sing Bisa Dibalik
Kurva DSC nuduhake yen sampel sing ngemot agen penyembuhan nuduhake puncak endotermik kanggo reaksi DA ing suhu 75 °C lan puncak karakteristik kanggo reaksi retro-DA ing kisaran 110-160 °C. Area puncak mundhak kanthi kandungan agen penyembuhan sing luwih dhuwur, sing nuduhake reversibilitas termal sing apik banget.
3.Tes Nanoindentasi Nuduhake Peningkatan Kekerasan
Tes nanoindentasi sensitif-jero nuduhake yen tambahan agen penyembuhan 5 wt% lan 10 wt% nambah kekerasan lapisan nganti 3% lan 12%. Nilai kekerasan 0,227 GPa tetep dijaga sanajan ing jerone 8500 nm, amarga jaringan silang sing dibentuk antarane agen penyembuhan lan matriks poliuretan.
4.Analisis Morfologi Permukaan
Tes kekasaran permukaan nuduhake yen lapisan poliuretan murni nyuda nilai Rz substrat nganti 86%, dene lapisan nganggo agen penyembuhan nuduhake peningkatan kekasaran sing sithik amarga anane partikel sing luwih gedhe. Gambar FESEM kanthi visual nggambarake owah-owahan tekstur permukaan sing diasilake saka partikel agen penyembuhan.
5.Terobosan ing Efisiensi Penyembuhan Goresan
Pengamatan mikroskop optik nuduhake yen lapisan sing ngemot agen penyembuhan 10 wt%, sawise perawatan panas ing suhu 120 °C sajrone 30 menit, nuduhake pangurangan jembar goresan saka 141 μm dadi 9 μm, entuk efisiensi penyembuhan 93,6%. Kinerja iki luwih unggul tinimbang sing dilapurake ing literatur sing ana kanggo sistem poliuretan linier.
Dipublikasikake ing Next Materials, panliten iki nawakake pirang-pirang inovasi: Kapisan, lapisan bubuk poliuretan sing dimodifikasi DA sing dikembangake nggabungake sifat mekanik sing apik karo kemampuan penyembuhan dhewe, entuk peningkatan kekerasan nganti 12%. Kapindho, panggunaan teknologi penyemprotan elektrostatik njamin dispersi agen penyembuhan sing seragam ing jaringan sing gegandhengan silang, ngatasi ketidakakuratan posisi sing khas teknik mikrokapsul tradisional. Sing paling penting, lapisan iki entuk efisiensi penyembuhan sing dhuwur ing suhu sing relatif rendah (120 °C), nawakake aplikasi industri sing luwih gedhe dibandhingake karo suhu penyembuhan 145 °C sing dilapurake ing literatur sing wis ana. Panliten iki ora mung menehi pendekatan anyar kanggo ngluwihi umur layanan lapisan teknik nanging uga netepake kerangka teoretis kanggo desain molekuler lapisan fungsional liwat analisis kuantitatif babagan hubungan "konsentrasi-kinerja agen penyembuhan". Optimalisasi kandungan hidroksil ing agen penyembuhan lan rasio cross-linker uretdione ing mangsa ngarep diarepake bakal luwih nyurung watesan kinerja lapisan penyembuhan dhewe.
Wektu kiriman: 15-Sep-2025