ប៉ូលីយូរីថេន៖ ការស្រាវជ្រាវលើភាពរឹងនៃផ្ទៃ និងលក្ខណៈសម្បត្តិព្យាបាលដោយខ្លួនឯងនៃថ្នាំកូតប៉ូលីយូរីថេនដែលព្យាបាលដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើប្រតិកម្មឌីអែល-អាល់ឌើរ

ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាដែលថ្នាំកូតប៉ូលីយូរីថេនធម្មតាងាយនឹងខូចខាត និងខ្វះសមត្ថភាពព្យាបាលដោយខ្លួនឯង អ្នកស្រាវជ្រាវបានបង្កើតថ្នាំកូតប៉ូលីយូរីថេនព្យាបាលដោយខ្លួនឯងដែលមានសារធាតុព្យាបាល 5 wt% និង 10 wt% តាមរយៈយន្តការ cycloaddition Diels–Alder (DA)។ លទ្ធផលបង្ហាញថា ការដាក់បញ្ចូលសារធាតុព្យាបាលបង្កើនភាពរឹងរបស់ថ្នាំកូតពី 3%–12% និងសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពព្យាបាលកោស 85.6%–93.6% ក្នុងរយៈពេល 30 នាទីនៅសីតុណ្ហភាព 120 °C ដែលពន្យារអាយុកាលសេវាកម្មរបស់ថ្នាំកូតយ៉ាងច្រើន។ ការសិក្សានេះផ្តល់នូវដំណោះស្រាយប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតសម្រាប់ការការពារផ្ទៃនៃសម្ភារៈវិស្វកម្ម។

នៅក្នុងវិស័យសម្ភារៈវិស្វកម្ម ការជួសជុលការខូចខាតមេកានិចនៅក្នុងសម្ភារៈថ្នាំកូតគឺជាបញ្ហាប្រឈមដ៏ធំមួយជាយូរមកហើយ។ ទោះបីជាថ្នាំកូតប៉ូលីយូរីថេនបែបប្រពៃណីបង្ហាញពីភាពធន់នឹងអាកាសធាតុ និងការស្អិតជាប់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះក៏ដោយ ប្រសិទ្ធភាពការពាររបស់វាចុះខ្សោយយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅពេលដែលកោស ឬប្រេះកើតឡើង។ ដោយត្រូវបានបំផុសគំនិតដោយយន្តការព្យាបាលដោយខ្លួនឯងខាងជីវសាស្រ្ត អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានចាប់ផ្តើមស្វែងយល់ពីសម្ភារៈព្យាបាលដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើចំណងកូវ៉ាឡង់ថាមវន្ត ដោយប្រតិកម្ម Diels-Alder (DA) ទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មស្រាល និងការបញ្ច្រាស់អំណោយផលរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការស្រាវជ្រាវដែលមានស្រាប់ផ្តោតជាចម្បងលើប្រព័ន្ធប៉ូលីយូរីថេនលីនេអ៊ែរ ដែលបន្សល់ទុកចន្លោះប្រហោងក្នុងការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិព្យាបាលដោយខ្លួនឯងនៅក្នុងថ្នាំកូតម្សៅប៉ូលីយូរីថេនដែលមានតំណភ្ជាប់ឆ្លងកាត់។

ដើម្បីទម្លុះរបាំងបច្ចេកទេសនេះ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវក្នុងស្រុកបានណែនាំសារធាតុព្យាបាល DA ពីរប្រភេទគឺ furan-maleic anhydride និង furan-bismaleimide ទៅក្នុងប្រព័ន្ធជ័រ polyester ដែលមានអ៊ីដ្រូស៊ីឡាត ដោយបង្កើតថ្នាំកូតម្សៅ polyurethane ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិព្យាបាលដោយខ្លួនឯងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់ ¹H NMR ដើម្បីបញ្ជាក់ពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុព្យាបាល កាឡូរីម៉ែត្រស្កេនឌីផេរ៉ង់ស្យែល (DSC) ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពអាចបញ្ច្រាស់បាននៃប្រតិកម្ម DA/retro-DA និងបច្ចេកទេសណាណូអ៊ីនថេសិន រួមជាមួយនឹងទម្រង់ផ្ទៃ ដើម្បីវាយតម្លៃជាប្រព័ន្ធនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងលក្ខណៈផ្ទៃនៃថ្នាំកូត។

ទាក់ទងនឹងបច្ចេកទេសពិសោធន៍សំខាន់ៗ ក្រុមស្រាវជ្រាវបានសំយោគសារធាតុព្យាបាល DA ដែលមានផ្ទុកអ៊ីដ្រូស៊ីលជាលើកដំបូងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រពីរជំហាន។ បន្ទាប់មក ម្សៅប៉ូលីយូរីថេនដែលមានសារធាតុព្យាបាល 5 wt% និង 10 wt% ត្រូវបានរៀបចំតាមរយៈការលាយរលាយ ហើយលាបលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែកដោយប្រើការបាញ់ថ្នាំអេឡិចត្រូស្តាទិច។ ដោយការប្រៀបធៀបជាមួយក្រុមត្រួតពិនិត្យដែលគ្មានសារធាតុព្យាបាល ឥទ្ធិពលនៃកំហាប់សារធាតុព្យាបាលលើលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈត្រូវបានស៊ើបអង្កេតជាប្រព័ន្ធ។

1.ការវិភាគ NMR បញ្ជាក់ពីរចនាសម្ព័ន្ធភ្នាក់ងារព្យាបាល

វិសាលគម NMR 1 H បានបង្ហាញថា សារធាតុ furan-maleic anhydride (HA-1) ដែលបញ្ចូលដោយ amine បានបង្ហាញកំពូលរង្វង់ DA លក្ខណៈនៅ δ = 3.07 ppm និង 5.78 ppm ខណៈពេលដែលសារធាតុ furan-bismaleimide adduct (HA-2) បានបង្ហាញសញ្ញាប្រូតុងចំណង DA ធម្មតានៅ δ = 4.69 ppm ដែលបញ្ជាក់ពីការសំយោគដោយជោគជ័យនៃសារធាតុព្យាបាល។

2.DSC បង្ហាញពីលក្ខណៈដែលអាចបញ្ច្រាស់បានដោយកម្ដៅ

ខ្សែកោង DSC បានបង្ហាញថា គំរូដែលមានសារធាតុព្យាបាលបានបង្ហាញកំពូលកម្ដៅសម្រាប់ប្រតិកម្ម DA នៅសីតុណ្ហភាព 75°C និងកំពូលលក្ខណៈសម្រាប់ប្រតិកម្ម retro-DA ក្នុងចន្លោះពី 110–160°C។ តំបន់កំពូលបានកើនឡើងជាមួយនឹងមាតិកាសារធាតុព្យាបាលខ្ពស់ ដែលបង្ហាញពីភាពអាចបញ្ច្រាស់កម្ដៅបានល្អឥតខ្ចោះ។

3.ការធ្វើតេស្តណាណូអ៊ីនដេនថេសិនបង្ហាញពីភាពប្រសើរឡើងនៃភាពរឹង

ការធ្វើតេស្តណាណូអ៊ីនស្តាក្រាមដែលងាយនឹងជ្រាបចូលជម្រៅបានបង្ហាញថា ការបន្ថែមសារធាតុព្យាបាល 5 wt% និង 10 wt% បានបង្កើនភាពរឹងរបស់ថ្នាំកូតចំនួន 3% និង 12% រៀងគ្នា។ តម្លៃរឹង 0.227 GPa ត្រូវបានរក្សាទុកសូម្បីតែនៅជម្រៅ 8500 nm ដែលសន្មតថាជាបណ្តាញភ្ជាប់គ្នាដែលបង្កើតឡើងរវាងសារធាតុព្យាបាល និងម៉ាទ្រីសប៉ូលីយូរីថេន។

4.ការវិភាគរូបវិទ្យាផ្ទៃ

ការធ្វើតេស្តភាពរដុបនៃផ្ទៃបានបង្ហាញថា ថ្នាំកូតប៉ូលីយូរីថេនសុទ្ធបានកាត់បន្ថយតម្លៃ Rz នៃស្រទាប់ខាងក្រោមចំនួន 86% ខណៈពេលដែលថ្នាំកូតដែលមានសារធាតុព្យាបាលបានបង្ហាញពីការកើនឡើងបន្តិចបន្តួចនៃភាពរដុបដោយសារតែវត្តមាននៃភាគល្អិតធំជាង។ រូបភាព FESEM បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីការផ្លាស់ប្តូរវាយនភាពផ្ទៃដែលបណ្តាលមកពីភាគល្អិតសារធាតុព្យាបាល។

5.ការ​ឈាន​មុខ​គេ​ក្នុង​ប្រសិទ្ធភាព​ព្យាបាល​ស្នាម​កោស

ការសង្កេតតាមមីក្រូទស្សន៍អុបទិកបានបង្ហាញថា ថ្នាំកូតដែលមានសារធាតុព្យាបាល 10% wt% បន្ទាប់ពីការព្យាបាលកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព 120 °C រយៈពេល 30 នាទី បានបង្ហាញពីការថយចុះទទឹងកោសពី 141 μm មកត្រឹម 9 μm ដែលសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពព្យាបាល 93.6%។ ការអនុវត្តនេះគឺល្អជាងអ្វីដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងឯកសារដែលមានស្រាប់សម្រាប់ប្រព័ន្ធប៉ូលីយូរីថេនលីនេអ៊ែរ។

បានចុះផ្សាយនៅក្នុង Next Materials ការសិក្សានេះផ្តល់នូវការច្នៃប្រឌិតជាច្រើន៖ ទីមួយ ថ្នាំកូតម្សៅប៉ូលីយូរីថេនដែលបានកែប្រែដោយ DA រួមបញ្ចូលគ្នានូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចល្អជាមួយនឹងសមត្ថភាពព្យាបាលដោយខ្លួនឯង ដែលសម្រេចបាននូវការកែលម្អភាពរឹងរហូតដល់ 12%។ ទីពីរ ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាបាញ់ថ្នាំអេឡិចត្រូស្តាទិចធានានូវការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយឯកសណ្ឋាននៃភ្នាក់ងារព្យាបាលនៅក្នុងបណ្តាញភ្ជាប់គ្នា ដោយយកឈ្នះលើភាពមិនត្រឹមត្រូវនៃទីតាំងធម្មតានៃបច្ចេកទេសមីក្រូកាបស៊ុលប្រពៃណី។ អ្វីដែលសំខាន់បំផុតនោះគឺ ថ្នាំកូតទាំងនេះសម្រេចបានប្រសិទ្ធភាពព្យាបាលខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាពទាប (120 °C) ដែលផ្តល់នូវការអនុវត្តឧស្សាហកម្មកាន់តែច្រើនបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសីតុណ្ហភាពព្យាបាល 145 °C ដែលបានរាយការណ៍នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ដែលមានស្រាប់។ ការសិក្សានេះមិនត្រឹមតែផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយដើម្បីពង្រីកអាយុកាលសេវាកម្មនៃថ្នាំកូតវិស្វកម្មប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងបង្កើតក្របខ័ណ្ឌទ្រឹស្តីសម្រាប់ការរចនាម៉ូលេគុលនៃថ្នាំកូតមុខងារតាមរយៈការវិភាគបរិមាណរបស់វាអំពីទំនាក់ទំនង "កំហាប់ភ្នាក់ងារព្យាបាល-ដំណើរការ"។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនាពេលអនាគតនៃមាតិកាអ៊ីដ្រូស៊ីលនៅក្នុងភ្នាក់ងារព្យាបាល និងសមាមាត្រនៃតំណភ្ជាប់ឆ្លងកាត់ uretdione ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងជំរុញបន្ថែមទៀតនូវដែនកំណត់នៃការអនុវត្តនៃថ្នាំកូតព្យាបាលដោយខ្លួនឯង។