Ut quaestionem obductionum polyurethanicarum conventionalium, quae laesioni pronae sunt et facultatibus auto-sanandi carent, tractarent, investigatores obductiones polyurethanicas auto-sanantes, quae 5% et 10% ponderis agentibus sanandis continent, per mechanismum cycloadditionis Diels-Alder (DA) excogitaverunt. Resultata indicant incorporationem agentium sanandi duritiem obductionis 3%-12% augere et efficacitatem sanationis abrasionis 85.6%-93.6% intra 30 minuta ad 120°C consequi, vitam utilem obductionum significanter extendentes. Hoc studium solutionem innovativam ad protectionem superficierum materiarum machinalium praebet.
In agro materiarum machinalium, reparatio damni mechanici in materiis obducendis diu magnum impedimentum fuit. Quamquam obductiones polyurethanae traditionales excellentem resistentiam contra tempestates et adhaesionem exhibent, earum efficacia protectiva celeriter deterioratur postquam scalpturae vel fissurae fiunt. Inspirati mechanismis biologicis auto-sanationis, scientifici materias auto-sanationis innixas vinculis covalentibus dynamicis explorare coeperunt, cum reactio Diels-Alder (DA) attentionem significantem propter condiciones reactionis mites et reversibilitatem favorabilem attraheret. Attamen investigationes existentes imprimis in systematibus polyurethanis linearibus intentae sunt, relinquentes lacunam in studio proprietatum auto-sanationis in obductionibus pulveris polyurethani reticulatis.
Ut hoc impedimentum technicum perrumperent, investigatores domestici innovative duo agentes DA reparantes — furano-maleicum anhydridum et furano-bismaleimidum — in systema resinae polyestericae hydroxylatae introduxerunt, obductionem pulveris polyurethani cum excellentibus proprietatibus auto-reparantibus evolventes. Studium ¹H NMR ad structuram agentium reparantium confirmandam, calorimetriam differentialem scansionis (DSC) ad reversibilitatem reactionum DA/retro-DA verificandam, et technicas nanoindentationis una cum profilometria superficiali ad proprietates mechanicas et proprietates superficiales obductionum systematice aestimandas adhibuit.
Quod ad praecipuas rationes experimentales attinet, turma investigatrix primum agentes curativos DA continentes hydroxylum per methodum duorum graduum synthetizavit. Deinde, pulveres polyurethani 5% et 10% agentium curativorum continentes per mixturam liquefactam praeparati sunt, et in substrata ferrea per aspersionem electrostaticam applicati sunt. Comparando cum cohortibus testium sine agentibus curativis, influxus concentrationis agentis curativi in proprietates materiae systematice investigatus est.
1.Analysis NMR Structuram Agentis Sanationis Confirmat
Spectra 1H NMR demonstraverunt furanum-anhydridum maleicum (HA-1) amine insertum cacumina anuli DA characteristica apud δ = 3.07 ppm et 5.78 ppm exhibuit, dum adductum furanum-bismaleimidi (HA-2) signum protonis vinculi DA typicum apud δ = 4.69 ppm ostendit, synthesis prosperam agentium curantium confirmans.
2.DSC Proprietates Thermice Reversibiles Revelat
Curvae DSC indicaverunt exempla continentia agentes reparantes cacumina endothermica pro reactione DA ad 75°C et cacumina characteristica pro reactione retro-DA in intervallo 110–160°C exhibere. Area cacuminis cum maiore contento agentis reparantis aucta est, demonstrans excellentem reversibilitatem thermalem.
3.Experimenta Nanoindentationis Emendationem Duritudinis Ostendunt
Experimenta nanoindentationis profunditati sensibilia demonstraverunt additionem 5% et 10% agentium curantium duritiem obductionis 3% et 12% respective auxisse. Valor duritiei 0.227 GPa etiam ad profunditatem 8500 nm servatus est, attributum reti transversae inter agentes curantes et matricem polyurethanei formatae.
4.Analysis Morphologiae Superficialis
Experimenta asperitatis superficiei demonstraverunt obductiones polyurethane puras valorem Rz substrati 86% minuere, dum obductiones cum agentibus curantibus leviter asperitatis augmentum propter praesentiam particularum maiorum exhibuerunt. Imagines FESEM mutationes in textura superficiei ex particulis agentis curantis ortas visualiter illustraverunt.
5.Progressus in Efficacia Sanationis Rasarum
Observationes microscopiae opticae demonstraverunt obductiones continentes 10% ponderis agentis curativi, post curationem caloris ad 120°C per 30 minuta, reductionem in latitudine abrasionis a 141 μm ad 9 μm demonstravisse, efficientiam curationis 93.6% assequentes. Haec efficacia significanter superior est ei quae in litteris exstantibus pro systematibus polyurethanis linearibus relata est.
In periodico "Next Materials" divulgatum, hoc studium multiplices innovationes offert: Primo, obductiones pulveris polyurethani cum DA modificatae bonas proprietates mechanicas cum facultate auto-sanandi coniungunt, augmentum duritiei usque ad 12% assequentes. Secundo, usus technologiae aspersionis electrostaticae dispersionem uniformem agentium sanantium intra reticulum reticulatum efficit, inaccurationem positionis typicam technicarum microcapsularum traditionalium superans. Maxime autem, hae obductiones magnam efficaciam sanandi temperatura relative humili (120°C) assequuntur, maiorem applicabilitatem industrialem offerentes comparata cum temperatura sanandi 145°C in litteris existentibus relata. Studium non solum novum modum ad vitam utilem obductionum machinalium extendendam praebet, sed etiam structuram theoreticam pro consilio moleculari obductionum functionalium per analysin quantitativam relationis "concentrationis agentis sanantis-efficaciae" constituit. Optimizatio futura contenti hydroxyli in agentibus sanantibus et ratio agentium reticulantium uretdionorum limites efficaciae obductionum auto-sanantium ulterius extendere exspectatur.
Tempus publicationis: XV Septembris, MMXXXV