Նանոնյութերի կիրառումը ջրային պոլիուրեթանային սոսինձի մեջ

Ջրային պոլիուրեթանը պոլիուրեթանային համակարգի նոր տեսակ է, որն օգտագործում է ջուր՝ օրգանական լուծիչների փոխարեն որպես ցրող միջավայր: Այն ունի աղտոտվածության բացակայություն, անվտանգություն և հուսալիություն, գերազանց մեխանիկական հատկություններ, լավ համատեղելիություն և հեշտ ձևափոխում:
Սակայն պոլիուրեթանային նյութերը նաև տառապում են ջրակայունությունից, ջերմակայունությունից և լուծիչների նկատմամբ վատ դիմադրողականությունից՝ կայուն խաչաձև կապերի բացակայության պատճառով։

Հետևաբար, անհրաժեշտ է բարելավել և օպտիմալացնել պոլիուրեթանի տարբեր կիրառական հատկությունները՝ ներմուծելով ֆունկցիոնալ մոնոմերներ, ինչպիսիք են օրգանական ֆտորսիլիկոնը, էպօքսիդային խեժը, ակրիլային էսթերը և նանոմատերիալները։
Դրանց թվում են նանոմատերիալներով մոդիֆիկացված պոլիուրեթանային նյութերը, որոնք կարող են զգալիորեն բարելավել իրենց մեխանիկական հատկությունները, մաշվածության դիմադրությունը և ջերմային կայունությունը: Մոդիֆիկացման մեթոդներից են ինտերկալացիոն կոմպոզիտային մեթոդը, տեղում պոլիմերացման մեթոդը, խառնման մեթոդը և այլն:

Նանո սիլիցիում
SiO2-ը ունի եռաչափ ցանցային կառուցվածք՝ իր մակերեսին մեծ թվով ակտիվ հիդրօքսիլային խմբերով: Այն կարող է բարելավել կոմպոզիտի համապարփակ հատկությունները պոլիուրեթանի հետ կովալենտային կապի և վան դեր Վալսի ուժի միջոցով միանալուց հետո, ինչպիսիք են ճկունությունը, բարձր և ցածր ջերմաստիճանների դիմադրությունը, ծերացման դիմադրությունը և այլն: Գուոն և այլք սինթեզել են նանո-SiO2 մոդիֆիկացված պոլիուրեթան՝ օգտագործելով տեղում պոլիմերացման մեթոդը: Երբ SiO2-ի պարունակությունը կազմում էր մոտ 2% (քաշային մաս, զանգվածային մասնաբաժին, նույնը ստորև), սոսնձի կտրման մածուցիկությունը և շերտազատման ամրությունը էապես բարելավվել են: Մաքուր պոլիուրեթանի համեմատ, բարձր ջերմաստիճանների դիմադրությունը և ձգման ամրությունը նույնպես փոքր-ինչ աճել են:

Նանո ցինկի օքսիդ
Նանո ZnO-ն ունի բարձր մեխանիկական ամրություն, լավ հակաբակտերիալ և բակտերիոստատիկ հատկություններ, ինչպես նաև ինֆրակարմիր ճառագայթումը կլանելու ուժեղ ունակություն և լավ ուլտրամանուշակագույն պաշտպանություն, ինչը այն հարմար է դարձնում հատուկ գործառույթներով նյութեր պատրաստելու համար: Ավադը և իր գործընկերները օգտագործել են նանո պոզիտրոնային մեթոդը՝ ZnO լցոնիչները պոլիուրեթանի մեջ ներառելու համար: Ուսումնասիրությունը պարզել է, որ նանոմասնիկների և պոլիուրեթանի միջև գոյություն ունի միջերեսային փոխազդեցություն: Նանո ZnO-ի պարունակությունը 0-ից մինչև 5% բարձրացնելը մեծացրել է պոլիուրեթանի ապակե անցման ջերմաստիճանը (Tg), ինչը բարելավել է դրա ջերմային կայունությունը:

Նանոկալցիումի կարբոնատ
Նանո-CaCO3-ի և մատրիցի միջև ուժեղ փոխազդեցությունը զգալիորեն մեծացնում է պոլիուրեթանային նյութերի ձգման ամրությունը: Գաոն և իր գործընկերները նախ նանոկասկոդավորեցին CaCO3-ը օլեինաթթվով, ապա տեղում պոլիմերացման միջոցով պատրաստեցին պոլիուրեթան/CaCO3: Ինֆրակարմիր (FT-IR) փորձարկումը ցույց տվեց, որ նանոմասնիկները միատարրորեն ցրված են մատրիցում: Մեխանիկական կատարողականության փորձարկումների համաձայն, պարզվել է, որ նանոմասնիկներով ձևափոխված պոլիուրեթանն ունի ավելի բարձր ձգման ամրություն, քան մաքուր պոլիուրեթանը:

Գրաֆեն
Գրաֆենը (G) SP2 հիբրիդային օրբիտալներով կապված շերտավոր կառուցվածք է, որը ցուցաբերում է գերազանց հաղորդականություն, ջերմահաղորդականություն և կայունություն: Այն ունի բարձր ամրություն, լավ ամրություն և հեշտ է ծռվել: Վուն և իր գործընկերները սինթեզել են Ag/G/PU նանոկոմպոզիտներ, և Ag/G պարունակության աճին զուգընթաց կոմպոզիտային նյութի ջերմային կայունությունը և հիդրոֆոբությունը շարունակել են բարելավվել, և համապատասխանաբար աճել է նաև հակաբակտերիալ կատարողականը:

Ածխածնային նանոխողովակներ
Ածխածնային նանոխողովակները (ԱՆԽ) միաչափ խողովակաձև նանոնյութեր են, որոնք միացված են վեցանկյուններով և ներկայումս լայն կիրառություն ունեցող նյութերից մեկն են: Օգտագործելով դրանց բարձր ամրությունը, հաղորդականությունը և պոլիուրեթանային կոմպոզիտային հատկությունները, կարելի է բարելավել նյութի ջերմային կայունությունը, մեխանիկական հատկությունները և հաղորդականությունը: Վուն և այլք ներմուծել են ԱՆԽ-ները տեղում պոլիմերացման միջոցով՝ էմուլսիոն մասնիկների աճը և ձևավորումը վերահսկելու համար, ինչը հնարավորություն է տալիս ԱՆԽ-ներին միատարրորեն ցրվել պոլիուրեթանային մատրիցում: ԱՆԽ-ների պարունակության աճին զուգընթաց, կոմպոզիտային նյութի ձգման ամրությունը զգալիորեն բարելավվել է:

Մեր ընկերությունը մատակարարում է բարձրորակ ծխեցված սիլիցիում,Հիդրոլիզի դեմ միջոցներ (խաչաձև կապող նյութեր, կարբոդիիմիդ), Ուլտրամանուշակագույն կլանիչներև այլն, որոնք զգալիորեն բարելավում են պոլիուրեթանի աշխատանքը։