जलजनित पॉलीयुरेथेन और आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के लिए क्रॉसलिंकिंग तकनीक

कुछ कोटिंग्स लंबे समय तक क्यों रहती हैं और नुकसान का बेहतर विरोध करती हैं? गुप्त क्रॉसलिंकिंग में निहित है। वाटरबोर्न पॉलीयूरेथेन, एक बहुमुखी बहुलक, लाभ क्रॉसलिंकिंग के माध्यम से स्थायित्व को बढ़ाता है। इस लेख में, आप क्रॉसलिंकिंग तकनीकों और एजेंटों के बारे में जानेंगे जो जलजनित पॉलीयूरेथेन को मजबूत सामग्री में बदल देते हैं। हम बहुलक रसायन विज्ञान में उनके लाभ, चुनौतियों और भविष्य के रुझानों का पता लगाएंगे। डिस्कवर करें कि ये नवाचार औद्योगिक अनुप्रयोगों को कैसे प्रभावित करते हैं और स्थायी सामग्रियों में प्रगति को बढ़ाते हैं।

जलजनित पॉलीयूरेथेन में क्रॉसलिंकिंग को समझना

क्रॉसलिंकिंग की परिभाषा

क्रॉसलिंकिंग तब होता है जब बहुलक श्रृंखलाएं रासायनिक बॉन्ड के माध्यम से जुड़ती हैं, एक नेटवर्क बनाते हैं। अलग -अलग किस्में होने के बजाय, ये श्रृंखलाएं एक साथ जुड़ती हैं, एक मजबूत, अधिक स्थिर संरचना बनाते हैं। जलजनित पॉलीयुरेथेन में, क्रॉसलिंकिंग आणविक श्रृंखलाओं को ज्यादातर रैखिक या शाखाओं वाले रूपों से तीन-आयामी नेटवर्क में बदल देता है। यह नेटवर्क सामग्री की समग्र शक्ति और स्थायित्व में सुधार करता है।

इसे गांठों से रस्सियों को जोड़ने की तरह सोचें। जब रस्सियाँ ढीली होती हैं, तो वे आसानी से फैल सकते हैं और टूट सकते हैं। लेकिन जब कई बिंदुओं पर एक साथ बंधे होते हैं, तो वे सख्त हो जाते हैं और अलग -अलग खींचने का विरोध करते हैं। इसी तरह, क्रॉसलिंक किए गए पॉलिमर विरूपण और क्षति का बेहतर विरोध करते हैं।

पॉलीयुरेथेन में क्रॉसलिंकिंग के लाभ

क्रॉसलिंकिंग वॉटरबोर्न पॉलीयुरेथेन कई फायदे प्रदान करता है:

• बेहतर यांत्रिक शक्ति: नेटवर्क संरचना फाड़ और खींचती है। इसका मतलब है कि कोटिंग्स या फिल्में क्रॉसलिंक्ड पॉलीयूरेथेन से बनी हैं, जो तनाव में लंबे समय तक चलती हैं।

• बेहतर पानी प्रतिरोध: क्रॉसलिंक की गई फिल्में पानी के अणुओं को आसानी से घुसने से रोकती हैं। यह आर्द्र या गीले वातावरण में स्थायित्व को बढ़ाता है।

• संवर्धित रासायनिक प्रतिरोध: घने नेटवर्क रसायनों को बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ने से रोकता है। यह एसिड, ठिकानों और सॉल्वैंट्स से सतहों की रक्षा करता है।

• उच्च थर्मल स्थिरता: क्रॉसलिंक किए गए पॉलिमर पिघलने या विकृत किए बिना उच्च तापमान का सामना करते हैं। यह उन्हें गर्मी-उजागर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

• कम घुलनशीलता: रैखिक पॉलिमर के विपरीत जो सॉल्वैंट्स में भंग या प्रफुल्लित होते हैं, क्रॉसलिंक किए गए लोग बरकरार रहते हैं, अपने आकार और कार्य को बनाए रखते हैं।

ये लाभ कोटिंग्स, चिपकने वाले, और सीलेंट के लिए लंबे समय तक प्रदर्शन की आवश्यकता के लिए क्रॉसलिंक्ड वॉटरबोर्न पॉलीयूरेथेन आदर्श बनाते हैं।

क्रॉसलिंकिंग विधियों के प्रकार

जलजनित पॉलीयूरेथेन में क्रॉसलिंकिंग मुख्य रूप से दो तरीकों के माध्यम से होता है: आंतरिक और बाहरी।

• आंतरिक क्रॉसलिंकिंग: यह विधि बहुलक संश्लेषण के दौरान बहुक्रियाशील अणुओं का परिचय देती है। उदाहरण के लिए, ट्राइफंक्शनल अल्कोहल या आइसोसाइनेट्स कुछ डायोल या डायसोसाइनेट्स को बदलते हैं। ये बहुक्रियाशील घटक आंतरिक रूप से बहुलक श्रृंखलाओं को जोड़ते हुए, ब्रांचिंग बिंदुओं के रूप में कार्य करते हैं। परिणाम एक आंशिक रूप से क्रॉसलिंक किया गया बहुलक है जो पानी में एक पायस के रूप में फैलाया जाता है। आंतरिक क्रॉसलिंकिंग आवेदन के दौरान अतिरिक्त एडिटिव्स की आवश्यकता के बिना फिल्म की ताकत को बढ़ाता है।

• बाहरी क्रॉसलिंकिंग: बाहरी क्रॉसलिंकिंग पॉलीयुरेथेन फैलाव के बाद होता है। उपयोग से ठीक पहले एक अलग क्रॉसलिंकिंग एजेंट को जलजनित पॉलीयूरेथेन में मिलाया जाता है। जब कोटिंग सूख जाती है या गर्म हो जाती है, तो एजेंट बहुलक श्रृंखलाओं पर कार्यात्मक समूहों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे क्रॉसलिंक बनते हैं। यह दो-घटक प्रणाली क्रॉसलिंकर के प्रकार या मात्रा को बदलकर फिल्म गुणों को समायोजित करने की अनुमति देती है। हालांकि, इसके लिए सावधानीपूर्वक मिश्रण की आवश्यकता होती है और इसमें सीमित पॉट जीवन होता है।

अन्य क्रॉसलिंकिंग दृष्टिकोणों में विकिरण-प्रेरित क्रॉसलिंकिंग या भौतिक क्रॉसलिंकिंग शामिल हैं, लेकिन आंतरिक या बाहरी तरीकों के माध्यम से रासायनिक क्रॉसलिंकिंग जलजनित पॉलीयुरेथेन सिस्टम में सबसे आम है।

प्रत्येक विधि प्रसंस्करण, फिल्म गुणों और स्थिरता में आसानी के बीच व्यापार-बंद प्रदान करती है। सही दृष्टिकोण चुनना स्थायित्व, लचीलापन और पर्यावरण प्रतिरोध के लिए आवेदन की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

आंतरिक क्रॉसलिंकिंग तकनीक

ट्राइफंक्शनल अल्कोहल और आइसोसाइनेट्स की भूमिका

आंतरिक क्रॉसलिंकिंग जलजनित पॉलीयुरेथेन के संश्लेषण के दौरान होता है। केवल सरल डायोल या डायसोसाइनेट्स का उपयोग करने के बजाय, हम ट्राइफंक्शनल या मल्टीफ़ंक्शनल अणुओं का परिचय देते हैं। इन अणुओं में तीन या अधिक प्रतिक्रियाशील साइटें होती हैं जो आंतरिक रूप से बहुलक श्रृंखलाओं को जोड़ती हैं। उदाहरण के लिए, एक ट्राइफंक्शनल अल्कोहल में तीन हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जिससे यह कई श्रृंखलाओं के साथ जुड़ने की अनुमति देता है। इसी तरह, ट्राइफंक्शनल आइसोसाइनेट्स में तीन आइसोसाइनेट समूह होते हैं जो पॉलीओल पर हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

ये बहुक्रियाशील बिल्डिंग ब्लॉक जंक्शन पॉइंट की तरह काम करते हैं, जो बहुलक के अंदर एक नेटवर्क बनाते हैं। एक मछली पकड़ने के जाल की कल्पना करें: गांठें जहां लाइनें मिलती हैं, इन ट्राइफंक्शनल अणुओं की तरह होती हैं, जो जंजीरों को एक साथ पकड़े हुए हैं। यह आंतरिक नेटवर्क पोलीमराइजेशन के दौरान बनता है, इसलिए पॉलीयुरेथेन इमल्शन में पहले से ही आवेदन से पहले कुछ क्रॉसलिंक्ड संरचना होती है।

आंतरिक क्रॉसलिंकिंग के लाभ

एक बड़ा फायदा सादगी है। चूंकि क्रॉसलिंकिंग संश्लेषण के दौरान होता है, इसलिए बाद में किसी भी अतिरिक्त एडिटिव्स की आवश्यकता नहीं होती है। यह सूत्रीकरण जटिलता और संभावित मिश्रण त्रुटियों को कम करता है। पायस स्थिर और संभालने में आसान रहता है।

आंतरिक क्रॉसलिंकिंग भी यांत्रिक शक्ति और पानी के प्रतिरोध में सुधार करता है। नेटवर्क संरचना श्रृंखला आंदोलन को प्रतिबंधित करती है, जिससे अंतिम फिल्म कठिन हो जाती है और पानी में प्रफुल्लित होने की संभावना कम होती है। यह थर्मल स्थिरता को भी बढ़ाता है, क्योंकि क्रॉसलिंक्ड चेन गर्मी विरूपण को बेहतर ढंग से विरोध करते हैं।

इसके अलावा, आंतरिक क्रॉसलिंकिंग अक्सर बेहतर फिल्म एकरूपता की ओर जाता है। क्योंकि बहुलक वृद्धि के दौरान क्रॉसलिंक बनते हैं, नेटवर्क सामग्री में अधिक सजातीय है। यह कोटिंग्स में स्पष्टता और सतह की चिकनाई में सुधार हो सकता है।

चुनौतियां और सीमाएँ

हालांकि, आंतरिक क्रॉसलिंकिंग में कुछ चुनौतियां हैं। क्रॉसलिंकिंग की डिग्री को नियंत्रित करना मुश्किल है। बहुत अधिक क्रॉसलिंकिंग बहुलक को बहुत कठोर या भंगुर बना सकता है, लचीलेपन को कम कर सकता है। बहुत कम पर्याप्त स्थायित्व सुधार प्रदान नहीं कर सकता है।

इसके अलावा, एक बार जब बहुलक को संश्लेषित किया जाता है, तो क्रॉसलिंक घनत्व तय हो जाता है। आप बाद में अधिक क्रॉसलिंकर जोड़कर फिल्म गुणों को समायोजित नहीं कर सकते। यह विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलन को सीमित करता है।

एक अन्य मुद्दा संभावित प्रसंस्करण कठिनाइयों है। अत्यधिक क्रॉसलिंक किए गए इमल्शन में उच्च चिपचिपाहट हो सकती है, जो स्प्रेबिलिटी या प्रवाह को प्रभावित करती है। क्रॉसलिंक घनत्व और प्रक्रिया क्षमता को संतुलित करने के लिए सावधानीपूर्वक सूत्रीकरण नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

अंत में, आंतरिक क्रॉसलिंकिंग उच्चतम संभव क्रॉसलिंक घनत्व प्राप्त नहीं कर सकता है। बाहरी क्रॉसलिंकिंग विधियाँ अक्सर मजबूत नेटवर्क संरचनाएं प्रदान करती हैं क्योंकि क्रॉसलिंकर्स फिल्म गठन के दौरान प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे अधिक पूर्ण नेटवर्क गठन की अनुमति मिलती है।

इन सीमाओं के बावजूद, आंतरिक क्रॉसलिंकिंग बेहतर स्थायित्व और स्थिरता के साथ जलजनित पॉलीयुरेथेन के उत्पादन के लिए लोकप्रिय है। इसके उपयोग और अंतर्निहित नेटवर्क संरचना में आसानी इसे कई कोटिंग्स और चिपकने वाले अनुप्रयोगों में एक मूल्यवान तकनीक बनाती है।

बाह्य क्रॉसलिंकिंग तकनीक

दो-घटक प्रणाली दृष्टिकोण

जलजनित पॉलीयूरेथेन में बाहरी क्रॉसलिंकिंग आमतौर पर दो-घटक प्रणाली के रूप में काम करता है। हम बेस पॉलीयूरेथेन फैलाव लेते हैं और उपयोग से ठीक पहले इसे एक अलग क्रॉसलिंकिंग एजेंट के साथ मिलाते हैं। यह मिश्रण फिल्म गठन के दौरान या सूखने के बाद, एक क्रॉसलिंक नेटवर्क बनाने के दौरान एक रासायनिक प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। दो घटक संयुक्त होने तक अलग -अलग रहते हैं, जो हैंडलिंग और स्टोरेज में लचीलापन प्रदान करता है।

यह दृष्टिकोण निर्माताओं को क्रॉसलिंकर के प्रकार या मात्रा को बदलकर अंतिम फिल्म के गुणों को समायोजित करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, अधिक क्रॉसलिंकर को जोड़ने से आम तौर पर फिल्म कठोरता और रासायनिक प्रतिरोध बढ़ता है। क्रॉसलिंकिंग एजेंट पॉलीयुरेथेन चेन पर कार्यात्मक समूहों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जैसे कि हाइड्रॉक्सिल या कार्बोक्सिल समूह, सहसंयोजक बॉन्ड बनाते हैं जो एक साथ श्रृंखला को जोड़ते हैं।

क्रॉसलिंकिंग एजेंटों के साथ प्रदर्शन समायोजन

बाहरी क्रॉसलिंकर्स का उपयोग करने से हमें विशिष्ट जरूरतों के लिए दर्जी फिल्म प्रदर्शन मिल जाता है। विभिन्न क्रॉसलिंकिंग एजेंट अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं:

• पॉलीसोसाइनेट क्रॉसलिंकर्स: ये हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ मजबूत urethane लिंक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं। हाइड्रोफिलिक पॉलीसोसाइनेट्स पानी में अच्छी तरह से फैला हुआ है, जिससे वे जलजनित प्रणालियों के लिए आदर्श हैं। वे यांत्रिक शक्ति, रासायनिक प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता में सुधार करते हैं।

• Aziridine Crosslinkers: Aziridines कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ कमरे के तापमान पर जल्दी से प्रतिक्रिया करते हैं, पानी के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं। वे प्रभावी लेकिन विषाक्त हैं और एक मजबूत अमोनिया गंध है, इसलिए उन्हें सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

• पॉलीकार्बोडिमाइड क्रॉसलिंकर्स: ये अम्लीय परिस्थितियों में कार्बोक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। उनका क्रॉसलिंकिंग फिल्म सूखने के दौरान पीएच ड्रॉप के रूप में होता है, जिससे बेहतर आसंजन और नमी प्रतिरोध प्रदान किया जाता है। उनके पास लंबे समय तक पॉट लाइफ और एज़िरिडिन की तुलना में कम पीली है।

सही क्रॉसलिंकर और खुराक का चयन करके, फॉर्मूलेटर क्रूरता, लचीलापन और स्थायित्व को संतुलित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पॉलीसोसाइनेट सामग्री में वृद्धि से कठोरता में सुधार होता है लेकिन लचीलापन कम हो सकता है। Aziridine के स्तर को समायोजित करने से जल प्रतिरोध बढ़ सकता है लेकिन विषाक्तता की चिंताओं को बढ़ाता है।

पॉट जीवन और तैयारी की आवश्यकताएं

बाहरी क्रॉसलिंकिंग में एक महत्वपूर्ण विचार पॉट लाइफ है - दो घटकों को मिलाने के बाद प्रयोग करने योग्य समय। चूंकि क्रॉसलिंकर पॉलीयूरेथेन के साथ प्रतिक्रिया करता है, इसलिए मिश्रण धीरे -धीरे मोटा हो जाता है और काम करने की क्षमता खो देता है। विशिष्ट पॉट जीवन कुछ घंटों से लेकर 12 घंटे तक क्रॉसलिंकर प्रकार और एकाग्रता के आधार पर होता है।

उदाहरण के लिए:

• पॉलीसोसाइनेट क्रॉसलिंकिंग सिस्टम में अक्सर 4 से 6 घंटे का पॉट जीवन होता है। इसके अलावा, मिश्रण सुचारू रूप से लागू करने के लिए बहुत चिपचिपा हो जाता है।

• Aziridine सिस्टम को आमतौर पर स्व-पॉलिमराइजेशन जोखिमों के कारण 24 घंटे के भीतर उपयोग की आवश्यकता होती है।

• पॉलीकार्बोडिमाइड क्रॉसलिंकर्स लंबे पॉट लाइफ की पेशकश करते हैं, लगभग 12 घंटे, अधिक लचीले एप्लिकेशन विंडो की अनुमति देते हैं।

सीमित पॉट जीवन के कारण, बाहरी क्रॉसलिंकिंग को आवेदन से ठीक पहले सटीक मिश्रण की आवश्यकता होती है। उपकरण को पॉलीयुरेथेन फैलाव में क्रॉसलिंकर के समान फैलाव सुनिश्चित करना चाहिए। अनुचित मिश्रण अंतिम फिल्म में असमान इलाज या दोष पैदा कर सकता है।

इसके अलावा, नमी या हवा के साथ समय से पहले प्रतिक्रिया को रोकने के लिए मिश्रित प्रणाली को अक्सर संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है। भंडारण और अनुप्रयोग के दौरान तापमान नियंत्रण आगे पॉट जीवन और फिल्म प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

सारांश में, बाहरी क्रॉसलिंकिंग तकनीक जलजनित पॉलीयुरेथेन फिल्मों को बढ़ाने के लिए एक बहुमुखी तरीका प्रदान करती है। वे क्रॉसलिंकर पसंद और खुराक के माध्यम से संपत्ति ट्यूनिंग की अनुमति देते हैं लेकिन उपयोग के दौरान सावधानीपूर्वक तैयारी और समय की मांग करते हैं।

वाटरबोर्न पॉलीयुरेथेन के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला क्रॉसलिंकिंग एजेंट

वाटरबोर्न पॉलीयूरेथेन कोटिंग्स अपने प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए क्रॉसलिंकिंग एजेंटों पर बहुत अधिक भरोसा करते हैं। ये एजेंट बहुलक श्रृंखलाओं के बीच रासायनिक पुल बनाते हैं, एक कठिन, टिकाऊ नेटवर्क बनाते हैं। आइए आमतौर पर वाटरबोर्न पॉलीयुरेथेन सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले मुख्य प्रकारों का पता लगाएं।

पॉलीसोसाइनेट क्रॉसलिंकिंग एजेंट

पॉलीसोकाइनेट्स वॉटरबोर्न पॉलीयुरेथेन्स के लिए सबसे लोकप्रिय क्रॉसलिंकर्स में से हैं। वे दो मुख्य रूपों में आते हैं: हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक।

• HDI (हेक्सामेथिलीन डायसोसाइनेट) ट्रिमर्स, IPDI (आइसोफोरोन डाइसोसाइनेट) ट्रिमर्स जैसे जलजनित प्रणालियों में उनका उपयोग करने के लिए, उन्हें ठीक से फैलाने के लिए उच्च-कनर मिश्रण की आवश्यकता होती है। हाइड्रोफोबिक पॉलीसोसाइनेट्स , और आईडीआई (आइडोफोरोन डाइसोसाइनेट) ट्रिमर्स पानी-विमुख नहीं हैं।

• हाइड्रोफिलिक पॉलीसोसाइनेट्स को पानी में आसानी से फैलाने के लिए संशोधित किया जाता है। यह उन्हें जलजनित पॉलीयुरेथेन कोटिंग्स और चिपकने के लिए आदर्श बनाता है। वे धीरे -धीरे पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, फिल्म गठन के दौरान हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ क्रॉसलिंक करने के लिए सक्रिय एनसीओ (आइसोसाइनेट) समूहों को संरक्षित करते हैं। यह धीमी प्रतिक्रिया पॉट जीवन और फिल्म गुणों में सुधार करती है।

आमतौर पर, पॉलीसोसाइनेट क्रॉसलिंकर्स 100% गैर-वाष्पशील तरल पदार्थ होते हैं, हालांकि कुछ ब्यूटाइल एसीटेट या डिप्रोपाइलीन ग्लाइकोल डाइमिथाइल ईथर जैसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स में आते हैं। सामान्य खुराक वजन से 1% से 5% तक होती है। बहुत अधिक जोड़ने से फिल्म को बहुत कठिन और भंगुर बना दिया जा सकता है। पॉट जीवन आमतौर पर मिश्रण के 4 से 6 घंटे बाद रहता है, इसलिए समय से पहले प्रतिक्रिया को रोकने के लिए सील भंडारण आवश्यक है।

अज़िरिडीन क्रॉसलिंकिंग एजेंट

Aziridines जलजनित पॉलीयूरेथेन में उपयोग किए जाने वाले क्रॉसलिंकर्स का एक और वर्ग है, विशेष रूप से कार्बोक्सिल समूहों वाले। वे कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ कमरे के तापमान पर जल्दी से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे जल प्रतिरोध को बढ़ाने वाले क्रॉसलिंक का निर्माण होता है।

Aziridines में आमतौर पर कई Aziridine के छल्ले होते हैं, जो उन्हें अत्यधिक प्रतिक्रियाशील बनाते हैं। उनकी खुराक 1% से 4% तक होती है। हालांकि, वे कुछ कमियों के साथ आते हैं:

• विषाक्तता की चिंताओं के लिए सावधानीपूर्वक हैंडलिंग की आवश्यकता होती है।

• वे उपयोग के दौरान एक मजबूत अमोनिया जैसी गंध का उत्सर्जन करते हैं।

• वे अम्लीय परिस्थितियों में आत्म-पॉलिमराइज करते हैं, पॉट जीवन को लगभग 24 घंटे तक सीमित करते हैं।

कुछ फॉर्मुलेटर पीएच को नियंत्रित करके, स्थिरता में सुधार करके आंतरिक क्रॉसलिंकिंग सिस्टम बनाने के लिए क्षारीय पायस में एज़िरिडिन जोड़ते हैं। उनकी प्रभावशीलता के बावजूद, सुरक्षा और लागत के मुद्दे aziridine उपयोग को सीमित करते हैं।

Polycarbodiimide क्रॉसलिंकिंग एजेंट

पॉलीकार्बोडिमाइड्स ने जलजनित पॉलीयुरेथेन्स के लिए सुरक्षित, प्रभावी क्रॉसलिंकर के रूप में लोकप्रियता हासिल की है। वे हल्के पीले पारदर्शी तरल हैं जो आसंजन और नमी प्रतिरोध में सुधार करते हैं।

ये एजेंट मुख्य रूप से कार्बोक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और उनकी क्रॉसलिंकिंग एसिड-उत्प्रेरित है। फिल्म सूखने के दौरान, पानी और न्यूट्रलाइजर्स वाष्पित होते हैं, पीएच को कम करते हैं और क्रॉसलिंकिंग को ट्रिगर करते हैं। यह प्रक्रिया आमतौर पर कमरे के तापमान पर होती है, ऊर्जा बचत की पेशकश करती है।

खुराक आमतौर पर 5% से 10% तक होता है, हालांकि कुछ योगों का उपयोग कम होता है। पॉलीकार्बोडिमाइड्स लंबे समय तक पॉट जीवन प्रदान करते हैं - 12 घंटे के आसपास - अज़िरिडाइन के लिए अनुप्रस्थ। वे भी कम पीलेपन का कारण बनते हैं, कोटिंग स्पष्टता बनाए रखते हैं।

अधिकांश पॉलीकार्बोडिमाइड्स हाइड्रोफोबिक होते हैं और पानी में फैलने के लिए कठोर होते हैं। इसे दूर करने के लिए, निर्माता उन्हें पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल (पीईजी) श्रृंखलाओं के साथ संशोधित करते हैं, जिससे आसान सूत्रीकरण के लिए पानी की फैलाव बढ़ जाती है।

अन्य क्रॉसलिंकिंग एजेंट

इन मुख्य प्रकारों के अलावा, कई अन्य क्रॉसलिंकर जलजनित पॉलीयुरेथेन सिस्टम में उपयोग करते हैं:

• Epoxy यौगिक मजबूत नेटवर्क बनाने के लिए amines या हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

• एपॉक्सी सिलन अकार्बनिक सब्सट्रेट को आसंजन प्रदान करते हैं और स्थायित्व में सुधार करते हैं।

• एन-मिथाइलोल यौगिक फॉर्मलाडेहाइड डोनर्स के रूप में कार्य करते हैं, जो हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ क्रॉसलिंकिंग करते हैं।

• पॉलीमाइन तेजी से इलाज की पेशकश करते हैं और यांत्रिक गुणों में सुधार करते हैं।

प्रत्येक क्रॉसलिंकर प्रकार अद्वितीय लाभ और चुनौतियां लाता है। विकल्प लचीलेपन, कठोरता, रासायनिक प्रतिरोध और पर्यावरणीय विचारों की तरह आवेदन की जरूरतों पर निर्भर करता है।

बहुलक गुणों पर क्रॉसलिंकिंग के प्रभाव

यांत्रिक शक्ति सुधार

क्रॉसलिंकिंग नाटकीय रूप से जलजनित पॉलीयुरेथेन की यांत्रिक शक्ति को बढ़ाती है। बहुलक श्रृंखलाओं को एक तीन-आयामी नेटवर्क में जोड़कर, यह जंजीरों को आसानी से एक दूसरे को फिसलने से रोकता है। यह नेटवर्क एक वेब की तरह काम करता है, जो पूरी सामग्री में लागू बलों को वितरित करता है। नतीजतन, बहुलक गैर-क्रॉसलिंक किए गए संस्करणों की तुलना में बहुत बेहतर फाड़, स्ट्रेचिंग और विरूपण का विरोध करता है।

उदाहरण के लिए, क्रॉसलिंक की गई फिल्में उच्च तन्य शक्ति और बेहतर घर्षण प्रतिरोध दिखाती हैं। सामग्री की कठोरता या मापांक भी बढ़ता है, अधिक संरचनात्मक अखंडता प्रदान करता है। हालांकि, क्रॉसलिंकिंग मामलों की डिग्री: मध्यम क्रॉसलिंकिंग लचीलापन बनाए रख सकती है, लेकिन अत्यधिक क्रॉसलिंकिंग भंगुरता का कारण बन सकती है। सही संतुलन खोजना लोच का त्याग किए बिना क्रूरता सुनिश्चित करता है।

यह यांत्रिक सुदृढीकरण कोटिंग्स, चिपकने वाले और यांत्रिक पहनने या तनाव के संपर्क में आने वाले सीलेंट के लिए आवश्यक है। यह उत्पाद जीवनकाल का विस्तार करता है और कठोर परिस्थितियों में प्रदर्शन को बनाए रखता है।

बढ़ाया थर्मल स्थिरता

क्रॉसलिंक्ड वॉटरबोर्न पॉलीयुरेथेन रैखिक पॉलिमर की तुलना में थर्मल स्थिरता में सुधार करते हैं। क्रॉसलिंकिंग के दौरान गठित सहसंयोजक बांड आणविक गति को प्रतिबंधित करते हैं, जिससे संरचना को तोड़ने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह उच्च पिघलने वाले बिंदु और कांच के संक्रमण तापमान (टीजी) की ओर जाता है।

इस वजह से, क्रॉसलिंक्ड पॉलीयुरेथेन पिघलने, नरम या आकार खोने के बिना ऊंचे तापमान का सामना कर सकता है। यह थर्मल विरूपण और गिरावट का विरोध करता है, जिससे यह गर्मी जोखिम से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

उदाहरण के लिए, मोटर वाहन भागों या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर क्रॉसलिंक किए गए कोटिंग्स तापमान में उतार -चढ़ाव के तहत अखंडता बनाए रखते हैं। यह थर्मल प्रतिरोध इलाज और सुखाने के चरणों के दौरान स्थिरता को प्रसंस्करण में भी सहायता करता है।

थर्मल सुधार की सीमा क्रॉसलिंक घनत्व और उपयोग किए जाने वाले क्रॉसलिंकर की रासायनिक प्रकृति पर निर्भर करती है। अधिक क्रॉसलिंक आमतौर पर टीजी और गर्मी प्रतिरोध को बढ़ाते हैं, लेकिन फिर से, अत्यधिक क्रॉसलिंकिंग लचीलेपन को कम कर सकता है।

रासायनिक प्रतिरोध और घुलनशीलता

क्रॉसलिंकिंग एक घने नेटवर्क बनाकर रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाता है जो सॉल्वैंट्स और आक्रामक रसायनों को बहुलक श्रृंखलाओं को भेदने से रोकता है। यह बाधा प्रभाव एसिड, ठिकानों, तेलों या सॉल्वैंट्स के संपर्क में आने पर सूजन, विघटन या गिरावट को कम करता है।

परस्पर संरचना बहुलक श्रृंखलाओं की गतिशीलता को सीमित करती है, जिससे रसायनों के लिए बांड पर हमला करने या तोड़ने के लिए कठिन हो जाता है। नतीजतन, क्रॉसलिंक्ड वॉटरबोर्न पॉलीयुरेथेन कोटिंग्स सब्सट्रेट को जंग और रासायनिक क्षति से बचाते हैं।

इसके अतिरिक्त, क्रॉसलिंक किए गए पॉलिमर ने घुलनशीलता को कम किया। रैखिक पॉलिमर के विपरीत जो आसानी से भंग या प्रफुल्लित होते हैं, क्रॉसलिंक्ड सामग्री कई सॉल्वैंट्स में बरकरार रहती है। यह संपत्ति सफाई एजेंटों या कठोर वातावरण के संपर्क में आने वाले कोटिंग्स के लिए महत्वपूर्ण है।

उदाहरण के लिए, पॉलीसोसिएनेट्स या पॉलीकार्बोडिमाइड्स के साथ क्रॉसलिंक किए गए कोटिंग्स पानी, अल्कोहल और सामान्य औद्योगिक रसायनों के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं। यह दीर्घकालिक स्थायित्व और उपस्थिति प्रतिधारण सुनिश्चित करता है।

सारांश में, क्रॉसलिंकिंग जलजनित पॉलीयूरेथेन को एक कठिन, अधिक गर्मी प्रतिरोधी और रासायनिक रूप से स्थिर सामग्री में बदल देता है। ये संपत्ति संवर्द्धन इसकी एप्लिकेशन रेंज को व्यापक बनाते हैं और मांग की स्थितियों में प्रदर्शन में सुधार करते हैं।

क्रॉसलिंकिंग प्रौद्योगिकी में भविष्य के रुझान

बायो-आधारित क्रॉसलिंकिंग एजेंटों का उपयोग

बायो-आधारित क्रॉसलिंकिंग एजेंटों की मांग तेजी से बढ़ रही है। वे पौधों या प्राकृतिक अर्क जैसे अक्षय स्रोतों से आते हैं। इन एजेंटों का उपयोग जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता को कम करने और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, कुछ जैव-आधारित क्रॉसलिंकर वनस्पति तेलों, लिग्निन या शर्करा से बने होते हैं। इन सामग्रियों में अक्सर प्रतिक्रियाशील समूह होते हैं जो पॉलिमर में मजबूत बांड बना सकते हैं।

बायो-आधारित क्रॉसलिंकर्स बायोडिग्रेडेबल या कम विषाक्त होने के दौरान अच्छे प्रदर्शन की पेशकश कर सकते हैं। यह उन्हें कोटिंग्स और चिपकने के लिए आकर्षक बनाता है जहां स्थिरता एक प्राथमिकता है। शोधकर्ता पारंपरिक आइसोसाइनेट्स या एज़िरिडाइन्स को बदलने के लिए गैलिक एसिड डेरिवेटिव या बायो-एपॉक्सी जैसे नए यौगिकों की खोज कर रहे हैं। हालांकि अभी भी विकसित हो रहा है, ये विकल्प स्थायित्व और प्रतिरोध में पारंपरिक क्रॉसलिंकरों के मिलान या पार करने का वादा दिखाते हैं।

जल-आधारित कोटिंग्स में प्रगति

कम वीओसी उत्सर्जन और आसान सफाई के कारण वाटरबोर्न कोटिंग्स अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं। क्रॉसलिंकिंग तकनीक पर्यावरणीय लाभों का त्याग किए बिना अपने प्रदर्शन में सुधार करने के लिए विकसित हो रही है। विशेष रूप से जलजनित प्रणालियों के लिए डिज़ाइन किए गए नए क्रॉसलिंकर्स कमरे के तापमान पर बेहतर फैलाव और प्रतिक्रियाशीलता प्रदान करते हैं।

उदाहरण के लिए, पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल चेन के साथ संशोधित पॉलीकार्बोडिमाइड्स पानी की संगतता में सुधार करते हैं, जिससे स्थिर पायस और समान फिल्में होती हैं। कम तापमान क्यूरिंग क्रॉसलिंकर ऊर्जा उपयोग को कम करते हैं और उत्पादन को गति देते हैं। कुछ सिस्टम बढ़ाया यांत्रिक शक्ति और रासायनिक प्रतिरोध के लिए आंतरिक और बाहरी क्रॉसलिंकिंग को जोड़ते हैं।

ये अग्रिम ऑटोमोटिव या औद्योगिक कोटिंग्स जैसे अनुप्रयोगों की मांग में पानी-आधारित कोटिंग्स को विलायक-आधारित लोगों के साथ प्रतिस्पर्धा करने में मदद करते हैं। वे तेजी से सुखाने के समय के साथ पतली फिल्मों को भी सक्षम करते हैं, उत्पादकता में सुधार करते हैं।

उभरते हुए स्व-हीलिंग क्रॉसलिंक सामग्री

सेल्फ-हीलिंग पॉलिमर क्रॉसलिंकिंग तकनीक में एक रोमांचक फ्रंटियर का प्रतिनिधित्व करते हैं। ये सामग्रियां छोटी दरारों की मरम्मत कर सकती हैं या स्वायत्त रूप से नुकसान कर सकती हैं, सेवा जीवन का विस्तार कर सकती हैं और रखरखाव को कम कर सकती हैं। स्व-हीलिंग अक्सर गतिशील सहसंयोजक बॉन्ड या प्रतिवर्ती क्रॉसलिंकिंग साइटों को शामिल करके प्राप्त की जाती है।

उदाहरण के लिए, कुछ क्रॉसलिंकर्स बॉन्ड बनाते हैं जो हल्के परिस्थितियों में टूटते हैं और सुधार करते हैं, जिससे यांत्रिक क्षति के बाद बहुलक नेटवर्क को 'हील ' की अनुमति मिलती है। कुछ सिस्टम माइक्रोकैप्सुल का उपयोग करते हैं जो दरारें द्वारा ट्रिगर होने पर हीलिंग एजेंटों को छोड़ते हैं। अन्य लोग हाइड्रोजन बॉन्डिंग या धातु-लिगैंड समन्वय जैसे सुपरमॉलेक्युलर इंटरैक्शन पर भरोसा करते हैं।

वाटरबोर्न पॉलीयुरेथेन में, सेल्फ-हीलिंग क्रॉसलिंकर्स को एकीकृत करने से पहनने या पर्यावरणीय तनाव के संपर्क में आने वाले कोटिंग्स के लिए स्थायित्व में सुधार हो सकता है। यह तकनीक अभी भी उभर रही है, लेकिन मोटर वाहन, इलेक्ट्रॉनिक्स और सुरक्षात्मक कोटिंग्स में लंबे समय तक चलने वाले, होशियार सामग्री के लिए वादा करती है।

निष्कर्ष

जलजनित पॉलीयूरेथेन में क्रॉसलिंकिंग ताकत, जल प्रतिरोध और स्थायित्व को बढ़ाता है। तकनीकों में आंतरिक और बाहरी तरीके शामिल हैं, जो पॉलीसोसाइनेट्स और एज़िरिडाइन जैसे एजेंटों का उपयोग करते हैं। इन सुधारों से कोटिंग्स और चिपकने जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों को लाभ होता है। भविष्य के रुझान जैव-आधारित एजेंटों, उन्नत जल-आधारित कोटिंग्स और स्व-चिकित्सा सामग्री पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो स्थायी और कुशल समाधान का वादा करते हैं।

उपवास

प्रश्न: जलजनित पॉलीयुरेथेन में क्रॉसलिंकिंग क्या है?

एक: क्रॉसलिंकिंग रासायनिक बॉन्ड के माध्यम से बहुलक श्रृंखलाओं को जोड़ता है, एक नेटवर्क बनाता है जो शक्ति और स्थायित्व को बढ़ाता है।

प्रश्न: पॉलीयुरेथेन में क्रॉसलिंकिंग के क्या लाभ हैं?

ए: क्रॉसलिंकिंग यांत्रिक शक्ति, जल प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिरोध, थर्मल स्थिरता में सुधार करता है, और घुलनशीलता को कम करता है।

प्रश्न: क्रॉसलिंकिंग विधियों के प्रकार क्या हैं?

एक: आंतरिक क्रॉसलिंकिंग संश्लेषण के दौरान होता है, जबकि बाहरी क्रॉसलिंकिंग में आवेदन से पहले एजेंटों को जोड़ना शामिल होता है।

प्रश्न: आमतौर पर क्रॉसलिंकिंग एजेंटों का उपयोग किया जाता है?

ए: पॉलीसोकाइनेट्स, एज़िरिडाइन्स, और पॉलीकार्बोडिमाइड्स वाटरबोर्न पॉलीयुरेथेन के लिए लोकप्रिय क्रॉसलिंकिंग एजेंट हैं।