Chun aghaidh a thabhairt ar an gceist maidir le sciatha polaiúiréatáin thraidisiúnta a bheith seans maith go ndéanfar damáiste dóibh agus nach bhfuil cumais féinleighis acu, d'fhorbair taighdeoirí sciatha polaiúiréatáin féinleighis ina bhfuil gníomhairí cneasaithe 5% agus 10% de réir meáchain tríd an meicníocht chiocla-leighis Diels-Alder (DA). Léiríonn na torthaí go méadaíonn ionchorprú gníomhairí cneasaithe cruas an sciath faoi 3%–12% agus go mbaintear amach éifeachtúlachtaí cneasaithe scratch de 85.6%–93.6% laistigh de 30 nóiméad ag 120 °C, rud a shíneann saolré seirbhíse na sciath go suntasach. Soláthraíonn an staidéar seo réiteach nuálach chun dromchla ábhar innealtóireachta a chosaint.
I réimse na n-ábhar innealtóireachta, is dúshlán mór le fada an lá é damáiste meicniúil in ábhair sciath a dheisiú. Cé go léiríonn sciatha polaiúiréatáin thraidisiúnta friotaíocht aimsire agus greamaitheacht den scoth, meathlaíonn a bhfeidhmíocht chosanta go tapa a luaithe a tharlaíonn scríobtha nó scoilteanna. Spreagtha ag meicníochtaí féinchneasaithe bitheolaíocha, tá eolaithe tosaithe ag iniúchadh ábhar féinchneasaithe bunaithe ar naisc chomhfhiúsacha dinimiciúla, agus aird shuntasach á tabhairt ar imoibriú Diels-Alder (DA) mar gheall ar a dhálaí imoibrithe éadroma agus a inchúlghairtheacht fhabhrach. Mar sin féin, tá an taighde atá ann cheana dírithe go príomha ar chórais polaiúiréatáin líneacha, rud a fhágann bearna i staidéar airíonna féinchneasaithe i sciatha púdair polaiúiréatáin trasnasctha.
Chun an bac teicniúil seo a bhriseadh, thug taighdeoirí intíre isteach ar bhealach nuálach dhá ghníomhaire cneasaithe DA—ainhidríd mhailéach fúráin agus bismailímíd fúráin—i gcóras roisín poileistear hiodrocsaileáilte, ag forbairt sciath púdair polaiúireatáin a bhfuil airíonna féinchneasaithe den scoth aige. Bhain an staidéar úsáid as ¹H NMR chun struchtúr na ngníomhairí cneasaithe a dheimhniú, calraiméadracht scanadh difreálach (DSC) chun inchúlaitheacht na n-imoibrithe DA/retro-DA a fhíorú, agus teicnící nana-indentation mar aon le próifílmhéadracht dromchla chun airíonna meicniúla agus tréithe dromchla na sciath a mheas go córasach.
Maidir le teicnící turgnamhacha tábhachtacha, rinne an fhoireann taighde gníomhairí cneasaithe DA ina raibh hiodrocsaile a shintéisiú ar dtús ag baint úsáide as modh dhá chéim. Ina dhiaidh sin, ullmhaíodh púdair pholúireatáin ina raibh 5% de mheáchan agus 10% de mheáchan gníomhairí cneasaithe trí chumasc leá, agus cuireadh i bhfeidhm iad ar foshraitheanna cruach ag baint úsáide as spraeáil leictreastatach. Trí chomparáid a dhéanamh le grúpaí rialaithe gan ghníomhairí cneasaithe, rinneadh imscrúdú córasach ar thionchar thiúchan an ghníomhaire cneasaithe ar airíonna ábhair.
1.Deimhníonn Anailís NMR Struchtúr an Ghníomhaire Cneasaithe
Léirigh speictrim 1H NMR go raibh buaicphointí fáinne DA tréithiúla ag an ainhidríd fúrán-mhailéach (HA-1) a cuireadh isteach le haimín ag δ = 3.07 ppm agus 5.78 ppm, agus gur léirigh an t-adduct fúrán-bismailímíde (HA-2) comhartha prótóin nasc DA tipiciúil ag δ = 4.69 ppm, rud a dheimhnigh sintéis rathúil na ngníomhairí cneasaithe.
2.Nochtann DSC Saintréithe In-athraithe go Teirmeach
Léirigh cuartha DSC go raibh buaicphointí inteirmeacha ag samplaí ina raibh gníomhairí cneasaithe don imoibriú DA ag 75 °C agus buaicphointí tréithiúla don imoibriú retro-DA sa raon 110–160 °C. Mhéadaigh achar na buaice de réir mar a bhí cion níos airde den ghníomhaire cneasaithe ann, rud a léiríonn inchúlaitheacht theirmeach den scoth.
3.Léiríonn Tástálacha Nanoindentation Feabhsú ar Chruas
Léirigh tástálacha nana-indentation íogaire doimhneachta gur mhéadaigh cur leis gníomhairí cneasaithe 5% agus 10% de réir meáchain cruas an sciath faoi 3% agus 12%, faoi seach. Coinníodh luach cruas de 0.227 GPa fiú ag doimhneacht 8500 nm, rud a chuirtear i leith an líonra trasnasctha a fhoirmítear idir na gníomhairí cneasaithe agus maitrís na polaúireatán.
4.Anailís Mhoirfeolaíochta Dromchla
Léirigh tástálacha garbh-dhromchla gur laghdaigh bratuithe polaiúiréatáin íon luach Rz an tsubstráit faoi 86%, agus gur léirigh bratuithe le gníomhairí cneasaithe méadú beag ar gharbh-dhromchla mar gheall ar láithreacht cáithníní níos mó. Léirigh íomhánna FESEM athruithe in uigeacht an dromchla mar thoradh ar cháithníní an ghníomhaire cneasaithe go hamhairc.
5.Ceannródaíocht in Éifeachtúlacht Cneasaithe Scratch
Léirigh breathnuithe micreascópachta optúla gur léirigh bratuithe ina raibh 10% de mheáchan gníomhaire cneasaithe, tar éis cóireála teasa ag 120 °C ar feadh 30 nóiméad, laghdú ar leithead an scríobtha ó 141 μm go 9 μm, ag baint amach éifeachtúlacht cneasaithe de 93.6%. Tá an fheidhmíocht seo i bhfad níos fearr ná an fheidhmíocht a tuairiscíodh sa litríocht atá ann cheana féin do chórais pholaiúiréatáin líneacha.
Foilsithe in Next Materials, cuireann an staidéar seo roinnt nuálaíochtaí ar fáil: Ar dtús, comhcheanglaíonn na bratuithe púdair polaiúireatáin modhnaithe DA atá forbartha airíonna meicniúla maithe le cumas féinleighis, rud a bhaineann feabhas cruas suas le 12% amach. Ar an dara dul síos, cinntíonn úsáid na teicneolaíochta spraeála leictreastataí scaipeadh aonfhoirmeach gníomhairí cneasaithe laistigh den líonra trasnasctha, ag sárú an mhíchruinneas suímh atá tipiciúil do theicnící micreacapsúl traidisiúnta. Thar aon rud eile, baintear amach éifeachtúlacht ard cneasaithe ag na bratuithe seo ag teocht réasúnta íseal (120 °C), rud a thairgeann infheidhmeacht thionsclaíoch níos mó i gcomparáid leis an teocht cneasaithe 145 °C a tuairiscíodh sa litríocht atá ann cheana féin. Ní hamháin go soláthraíonn an staidéar cur chuige nua chun saol seirbhíse bratuithe innealtóireachta a shíneadh ach bunaíonn sé creat teoiriciúil freisin do dhearadh móilíneach bratuithe feidhmiúla trína anailís chainníochtúil ar an ngaol "tiúchan-fheidhmíocht gníomhaire cneasaithe". Meastar go mbrúfaidh uasmhéadú amach anseo ar an ábhar hiodrocsaile i ngníomhairí cneasaithe agus ar an gcóimheas de thrasnascairí úiréatdione teorainneacha feidhmíochta na mbratuithe féinleighis a thuilleadh.
Am an phoist: 15 Meán Fómhair 2025