Μνήμη σχήματος ανθεκτικά στη διάβρωση πολυμερικά υλικά Μέρος 2

Τα πολυμερή λειτουργούν μέσω των δυνητικών αλληλεπιδράσεων θερμοσκληρυνόμενων και θερμοπλαστικών, όπου τα θερμοσκληρυνόμενα ορίζονται από τις χημικές διασταυρώσεις τους που σχηματίζουν ένα τρισδιάστατο δίκτυο που μπορεί να εκτείνεται σε άπειρο μήκος και τα θερμοπλαστικά στερούνται των διασυνδεδεμένων χημικών σταυροδεσμών και έχουν μόνο πεπερασμένο μήκος.

Η χημική διασύνδεση αναφέρεται στην προσθήκη δραστικών χημικών ουσιών σε υλικά έτσι ώστε να αντιδρούν χημικά κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες για να σχηματίσουν ένα πήκτωμα ή ένα σκληρυμένο υλικό. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στη διαδικασία παρασκευής διαφόρων υλικών, όπως ινώδη υλικά, πλαστικά, καουτσούκ, επιστρώσεις κ.λπ., και έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής.

Η σχέση με τη μνήμη είναι ότι τα υλικά που παρασκευάζονται μέσω της τεχνολογίας χημικής διασταύρωσης έχουν λειτουργίες μνήμης. Αυτό το υλικό μπορεί αυτόνομα να αλλάξει σχήμα υπό εξωτερική διέγερση και να επαναφέρει το αρχικό του σχήμα διατηρώντας τη «μνήμη» του αρχικού του σχήματος. Αυτή η ιδιότητα ανάκτησης σχήματος δίνει σε αυτό το υλικό ένα ευρύ φάσμα προοπτικών εφαρμογής, όπως εφαρμογές έξυπνων υλικών στην ιατρική, τις κατασκευές, την αυτοκινητοβιομηχανία και άλλους τομείς.

Επιπλέον, η τεχνολογία χημικής διασύνδεσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση και ενίσχυση των ιδιοτήτων των υλικών, δίνοντάς τους καλύτερες φυσικές και χημικές ιδιότητες και θερμική σταθερότητα. Αυτή η τεχνολογία έχει μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης και μπορεί να εφαρμοστεί στην προετοιμασία και τροποποίηση οργανικών και ανόργανων υλικών, διαδραματίζοντας ενεργό ρόλο στην προώθηση της ανάπτυξης του τομέα της μηχανικής υλικών.

Επομένως, η τεχνολογία χημικής διασύνδεσης είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία με πολλά πλεονεκτήματα και αξία εφαρμογής. Η εφαρμογή του έχει ευρείες προοπτικές σε πολλούς τομείς και έχει συμβάλει στην ανάπτυξη της τεχνολογίας της μηχανικής και στην κοινωνική πρόοδο. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι τον υγεία του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της ικανότητας μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορεί επίσης να αποτρέψουν την ανάπτυξη γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στο Γνωρίζω για να βελτιώσετε τη βραχυπρόθεσμη μνήμη

Η επεξεργασία των θερμοπλαστικών περιλαμβάνει ταχεία ψύξη και στερεοποίηση ιξώδους τήγματος πολυμερών. Η θερμοσκληρυνόμενη επεξεργασία απαιτεί την αντίδραση προδρόμων χαμηλού ιξώδους και ο ρυθμός επεξεργασίας περιορίζεται από την ταχύτητα της κινητικής της αντίδρασης.

Μεταξύ των δύο, οι θερμοσκληρυντές τείνουν να έχουν υψηλότερη σταθερότητα διαστάσεων και αντοχή σε ερπυσμό, καθιστώντας τις προτιμώμενες για δομικές σύνθετες εφαρμογές από τα θερμοπλαστικά [28]. Με την ανάμειξη αυτών των πολυμερών, μπορεί κανείς να προσαρμόσει, σε κάποιο βαθμό, τις ιδιότητες του πολυμερούς με μνήμη σχήματος, με τη βάση πολυμερές που παράγει το φαινόμενο μνήμης σχήματος και άλλα πολυμερή για συνολική συνοχή και παραμόρφωση (για παράδειγμα, μετά την επιμήκυνση, η κρυσταλλικότητα που παρέχεται από τα άλλα πολυμερή εμποδίζει το ελαστομερές να χαλαρώσει ξανά στην αρχική του κατάσταση) [29].

Άλλα πλεονεκτήματα για τα πολυμερή στη χρήση τους ως υλικά είναι η χαμηλή τους πυκνότητα, η ευκολία επεξεργασίας τους, η ικανότητα αντοχής σε ρυθμούς καταπόνησης έως και 800%, αντοχή στη διάβρωση ή τον ηλεκτρισμό, το πόσο ελαφριά είναι και το ευρύ φάσμα ιδιοτήτων που συνθέτουν τα δομικά στοιχεία. αποτελούνται από [2, 30].

Τα σύνθετα υλικά και οι επικαλύψεις με μνήμη σχήματος με βάση το πολυμερές πρέπει επίσης να αφορούν τη θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου ή Tg, δεδομένου ότι το πολυμερές θα είναι σε υαλώδη κατάσταση πριν από αυτό το σημείο και ως εκ τούτου θα επηρεάσει τα χαρακτηριστικά μνήμης σχήματος του εν λόγω σύνθετου υλικού. Η αντιμετώπιση αυτού θα απαιτούσε το υλικό πλήρωσης να είναι ικανό να αναστέλλει τις θερμομηχανικές επιδράσεις που παρουσιάζει το πολυμερές. Αυτά τα θερμομηχανικά φαινόμενα τυπικά αποδεικνύονται από αλληλεπιδράσεις τριβής που αντιστέκονται στην εξωτερική φόρτιση [21]. Για τα πολυμερή με μνήμη σχήματος, αυτό συνήθως εξαρτάται περισσότερο από τη θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού, επίσης γνωστή ως Tg, όπου οι αλλαγές συμβαίνουν πάνω από το Tg, όπου γίνεται ελαστικό και η θέση ρυθμίζεται μόλις το πολυμερές κινηθεί κάτω από το Tg, καθώς μετατρέπεται σε υαλώδη κατάσταση [ 2].

Δεδομένου ότι τα σύνθετα με μνήμη σχήματος απαιτούν την εφαρμογή εξωτερικής ενέργειας για να επιστρέψουν στην αρχική τους μορφή, η θερμική απορρόφηση και η αγωγιμότητα του σύνθετου υλικού είναι απαραίτητοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη, καθώς, γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα ενός σύνθετου να απορροφά ή η αγωγιμότητα έχει ως αποτέλεσμα καλύτερους χρόνους ανάκτησης σχήματος και λιγότερη ενέργεια που καταναλώνεται για να εμφανιστούν οι εν λόγω χρόνοι απόκρισης [21].

Ωστόσο, υπάρχουν μειονεκτήματα στη χρήση πολυμερών με μνήμη σχήματος, καθώς η λειτουργικότητα μπορεί να χαθεί με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, ένα μέσο αντιμετώπισης αυτής της απώλειας της αποτελεσματικότητας είναι σημαντικό για την παράταση της διάρκειας ζωής ενός πολυμερούς με μνήμη σχήματος και την ικανότητά του να αντέχει στις περιβαλλοντικές συνθήκες.

4. Σύνθετα υλικά μνήμης σχήματος: Πολυμερή και μείγματα πολυμερών

Τα παραδοσιακά πολυμερή είναι αρκετά αδρανή στο περιβάλλον, πράγμα που σημαίνει σταδιακή απώλεια λειτουργικότητας με την πάροδο του χρόνου [30], ειδικά με τη μορφή μικρορωγμών, τη σοβαρότερη πρόκληση που αντιμετωπίζουν τα πολυμερή σε μακροπρόθεσμες εφαρμογές, καθώς μειώνουν τη διάρκεια ζωής του υλικού και είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστούν ή να επισκευαστούν [31].

Ως εκ τούτου, τα πολυμερή απαιτούν ορισμένα μέσα διατήρησης και επιδιόρθωσης της λειτουργικότητάς τους, είτε χρησιμοποιώντας κάποια εξωτερική εφαρμογή είτε, πιο βέλτιστα, από ένα χαρακτηριστικό εγγενές στο πολυμερές ή το μείγμα πολυμερών· με άλλα λόγια, το πολυμερές πρέπει να έχει την εγγενή ικανότητα να αυτοθεραπεύεται.

Δεδομένου ότι το πολυμερές είναι ένα υλικό μνήμης σχήματος, το στρες που προκύπτει από μια ποικιλία ενεργοποιητών, όπως χημικές, μηχανικές ή θερμικές, μπορεί να οδηγήσει σε μηχανική παραμόρφωση στο υλικό και επιπλέον μπορεί να ενεργοποιήσει μια θεραπευτική απόκριση σε σωματική βλάβη που έχει προκληθεί[32] .

Συνήθως, η επούλωση των ρωγμών συμβαίνει λόγω θερμικών επιδράσεων και ξεκινά με ή πάνω από το Tg. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη συνήθως επικεντρώθηκε στη ρύθμιση της αποτελεσματικής Tg στην επιθυμητή θερμοκρασία, η οποία είναι συνήθως χαμηλότερη από την κανονική Tg ενός πολυμερούς [31].

Η επίτευξη αυτοθεραπείας για πολυμερή περιλαμβάνει δύο διαφορετικές προσεγγίσεις που βασίζονται σε διαφορετικές χημικές αλληλεπιδράσεις για την επίτευξη του στόχου: η μία είναι μέσω υπερμοριακών δυνάμεων και η άλλη είναι από δυναμικούς ομοιοπολικούς δεσμούς που σχηματίζονται μέσα στο μείγμα πολυμερών. Το πρώτο, ωστόσο, είναι το κύριο μέσο με το οποίο τα πολυμερή προσκολλώνται στην επιφάνεια.

Η διεπιφανειακή πρόσφυση μεταξύ της πολυμερούς μήτρας και του πληρωτικού 2D είναι ένα σημαντικό μέρος της ενίσχυσης της ιδιότητας και της δυνατότητας αναπαραγωγής των επιθυμητών αποτελεσμάτων. Η ισχυρή διεπιφανειακή σύνδεση μεταξύ της πολυμερούς μήτρας και του πληρωτικού 2D δίνει στην επίστρωση πολυμερούς υψηλό μέτρο και αντοχή σε εφελκυσμό, βελτιώνει τη σκληρότητα και αυξάνει την αντίσταση της επίστρωσης στο σχίσιμο, την κόπωση και τη διάβρωση [17].

Έτσι, ο σχηματισμός ενός σύνθετου με μνήμη σχήματος μεταξύ ενός κράματος πολυμερούς και κράματος καθιστά αναγκαία τη χρήση παραγόντων σύζευξης, όπως ο μεθακρυλικός τριμεθοξυσιλυλπροπυλεστέρας, για να σχηματιστεί η σύνδεση μεταξύ της οργανικής και ανόργανης φάσης της επικάλυψης, καθώς η έλλειψη τέτοιας σύνδεσης υπονομεύει τις συνολικές μηχανικές ιδιότητες επειδή τα οργανικά υλικά δεν προσκολλώνται καλά σε ανόργανα υλικά [33].

Μία από τις πιο αποτελεσματικές επιλογές για την αναστολή της διάβρωσης και οι προτεινόμενες επιλογές για τους παράγοντες σύζευξης περιλαμβάνουν τις πολυσιλοξάνες. Οι πολυσιλοξάνες είναι υδρόφοβα πολυμερή ικανά να βελτιώσουν την αντίσταση στη διάβρωση ενός μείγματος πολυμερών περιορίζοντας την ικανότητα του νερού να έχει πρόσβαση στη διεπαφή επικάλυψης μετάλλου/υβριδικού πολυμερούς[17].

Χαρακτηρίζεται από μια ομάδα Si-O-Si, η οποία έχει μια σύνδεση μεταξύ 104 και 180 μοιρών συνδεδεμένη με την πολυμερή αλυσίδα, το εύρος βαθμών της γωνίας σύνδεσης επηρεάζει την αλυσίδα ευελιξίας και βελτιώνει την ενέργεια του δεσμού, αποτελώντας τη βάση για την αξιοσημείωτη ανθεκτικότητα και αντοχή στη θερμότητα που έχουν οι πολυσιλοξάνες [34].

4.1. Πολυδιμεθυλσιλοξάνη. Ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα πολυσιλοξάνια είναι το πολυδιμεθυλοσιλοξάνιο, συντομογραφία PDMS. Τα ελαστομερή PDMS σχηματίζονται τυπικά από διασταυρούμενα γραμμικά πολυμερή που έχουν εμπλακεί και είναι πιο άκαμπτα από την τιμή κατωφλίου για τις πυκνές εμπλοκές που δρουν αποτελεσματικά ως σταυροδεσμοί [35]. η δομή μπορεί να βρεθεί στο σχήμα 5.

Μια μέθοδος στην οποία το PDMS θα μπορούσε να βελτιωθεί για χρήση είναι η μείωση της ακαμψίας των ελαστομερών PDMS, η οποία θα μείωνε την ενέργεια που απαιτείται για την παραμόρφωση. Αυτό είναι κρίσιμο για τη βελτιωμένη προσκόλληση σε ένα αντικείμενο στο οποίο διαφορετικά θα ήταν δύσκολο να εφαρμοστεί μια επίστρωση, και η επίτευξη αυτού θα σήμαινε συνολική μείωση της πυκνότητας των σταυροειδών συνδέσμων. Η εφαρμογή ενός διαλύτη μπορεί να επιτύχει τη μείωση της πυκνότητας, αλλά ο διαλύτης μπορεί να εκπλυθεί και δυνητικά να βλάψει το περιβάλλον. Το PDMS δεν μπορεί να έχει συντελεστή διάτμησης μικρότερο από 200 kPa.

Σχηματίζοντας μια μήτρα βούρτσας μπουκαλιών με σταυροδεσμούς σε αντίθεση με ένα γραμμικό πολυμερές, είναι δυνατό να ανασταλεί ο σχηματισμός εμπλοκής και να σχηματιστεί ένας ελεγχόμενος συντελεστής ελαστικότητας που μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 100 kPa, όπου ο συντελεστής αντιστοιχεί γραμμικά στην πυκνότητα των αλυσίδων διασταύρωσης.

Επιπλέον, μπορεί να υπάρχει ανεξάρτητος έλεγχος του συντελεστή απώλειας. Μειώνει την πρόσφυση, μπορεί να είναι σχετικά απλό στην παραγωγή και μπορεί να ρυθμιστεί περαιτέρω μέσω της αναλογίας κορμού/πλευρικής αλυσίδας/αλυσίδας σταυροειδούς δεσμού για να προσαρμόσει περαιτέρω τις μηχανικές ιδιότητες [35].4.2.

Πολυμεθυλυδροσιλοξάνη. Από τις διαθέσιμες πολυσιλοξάνες, το πολυμεθυλυδροσιλοξάνιο, ή εν συντομία PMHS, είναι μια ιδιαίτερη σιλοξάνη εκλογής καθώς είναι μη τοξική, σταθερή στον αέρα, ανθεκτική στις υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναγωγικός παράγοντας για τη μετατροπή των καρβονυλίων σε αλκοόλες [17, 33 ]; η δομή μπορεί να βρεθεί στο Σχήμα 6. Το PMHS έχει χαμηλή επιφανειακή ενέργεια και καλή έμφυτη υδροφοβικότητα και, χάρη στα ανόργανα και οργανικά μοριακά του μέρη, δρα ως καλός παράγοντας σύζευξης μεταξύ πολυμερών και μεταλλικών επιφανειών.

Το PMHS είναι χρήσιμο καθώς ο νοοργανικός διαλύτης είναι απαραίτητος για την προετοιμασία της επικάλυψης, κάτι που είναι σημαντικό λόγω των περιορισμών στις πτητικές οργανικές ενώσεις που μπορούν να θεωρηθούν επικίνδυνες για το περιβάλλον. Παρόλα αυτά, η εφαρμογή του PMHS ως αντιδιαβρωτικού μέτρου είναι σχετικά σπάνια. Η αποτελεσματικότητα της προσθήκης PMHS μπορεί να αποδειχθεί με ένα πείραμα που πραγματοποιήθηκε από τους Sun et al. όπου PMHS προστέθηκε στην επικάλυψη απολυανιλίνης-εποξειδικής ύλης.

Αυτό μείωσε επιτυχώς τη συνολική επιφανειακή ενέργεια της επικάλυψης, βελτιώνοντας τη διαβρεξιμότητα και σχημάτισε μικρές προεξοχές στην επιφάνεια, οι οποίες επέτρεψαν να σχηματιστεί ένα στρώμα αέρα και να αναστείλει την επαφή με ένα διαβρωτικό διάλυμα και την προσρόφηση των διαβρωτικών ουσιών του διαλύματος, με αποτέλεσμα την αύξηση της η αποτελεσματικότητα της επικάλυψης σε 70 ημέρες, ενώ η επίστρωση χωρίς PMHS είχε διαρκέσει μόνο 34 ημέρες [20].4.3. Υπερμοριακά Πολυμερή.

Το αυτο-θεραπευόμενο υλικό που βασίζεται σε υπερμοριακούς δεσμούς έχει πολυμερείς δεσμούς που συνδέονται με συμπεριφορά που μοιάζει με αυτοκόλλητο, καθώς μπορούν να συνδεθούν και να επανασυνδεθούν, και αυτή η κολλητικότητα είναι που δίνει στο υλικό αντοχή. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτό δεν προέρχεται από ομοιοπολικούς δεσμούς ή εμπλοκές αλυσίδων.

Αυτοί οι δεσμοί επηρεάζουν την αντοχή, το ιξώδες, τη ροή και τη διάταξη των πολυμερών αλυσίδων του μίγματος πολυμερών εντός και επομένως έχουν σχέση με τη δυναμική συμπεριφορά που παρουσιάζει το πολυμερές. Μόλις συμβεί η ζημιά στη δομή, η διεπιφάνεια των κατεστραμμένων επιφανειών θα έχει στη συνέχεια μη δεσμευμένους υπερμοριακούς δεσμούς που παραμένουν «κολλώδεις» και μπορούν να ανασυνδυαστούν και να αναμορφωθούν για να κλείσουν τη ζημιά και να επανέλθουν στην προηγούμενη κατεστραμμένη κατάσταση ύπαρξης. Κατά τη χρήση υπερμοριακών δεσμών, οι βασικές ανησυχίες είναι ο χρόνος που απαιτείται για την ανάκτηση, η αντοχή του υλικού και η ικανότητα του υλικού να ανακτά ιδιότητες μετά από ζημιά [32].

Μερικά παραδείγματα πολυμερών προς χρήση σε ένα μείγμα που βασίζεται σε υπερμοριακές δυνάμεις για την επίτευξη αυτοθεραπείας είναι τα εξής.4.3.1. Εποξειδικός εστέρας. Οι ρητίνες εποξειδικού εστέρα είναι γνωστό ότι έχουν καλές ιδιότητες αναστολής της διάβρωσης και πρόσφυσης στις επιφάνειες, αλλά περιορίζονται στη χρήση τους λόγω της χαμηλής χημικής αντοχής και των αδύναμων μηχανικών ιδιοτήτων τους. Ως εκ τούτου, συνιστάται η βελτίωσή τους μέσω της χρήσης ανάμειξης ή συμπολυμερισμού με άλλα πολυμερή που είναι ικανά να ανθίστανται σε υψηλές θερμοκρασίες όπως η πολυουρία ή η πολυσιλοξάνη [17, 33]. η αναπαράσταση της δομής μπορεί να βρεθεί στο σχήμα 7.

Η πολυουρία χρησιμοποιείται συνήθως για ελάσματα σε κτίρια και την αυτοκινητοβιομηχανία, όπου μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στην κρούση και την εκτόξευση του εποξειδικού εστέρα [17]. Οι εποξειδικοί εστέρες περιορίζονται επίσης από τους εξαιρετικά αντιδραστικούς δακτυλίους τους, οι οποίοι αναστέλλουν τη δυνατότητα επεξεργασίας για μείγματα πολυμερών και ως εκ τούτου καθιστούν πιο δαπανηρή την παραγωγή τους.

Γενικά, όταν αντιδρούν εποξειδικοί εστέρες για την παραγωγή ορισμένων πολυμερών, οι εποξειδικές λειτουργικές ομάδες ανοίγονται μέσω της εστεροποίησης ακόρεστων λιπαρών οξέων για να σχηματίσουν στη συνέχεια τροποποιημένους με αλκυδικούς εποξειδικούς εστέρες, με ιδιότητες που ελέγχονται με μέσα όπως το επίπεδο ακόρεστου ή το μήκος της αλυσίδας.

Το παραγόμενο γαλάκτωμα εποξειδικού εστέρα στη συνέχεια αφυδατώνεται μέσω της εξάτμισης του νερού για να συνενωθεί και να σχηματιστεί ένα φιλμ, το οποίο σκληρύνεται μέσω αυτοοξείδωσης ή αντίδρασης οξυγόνου για να προκαλέσει μηχανισμό αλυσίδας ελεύθερων ριζών.

Το αποτέλεσμα των ιδιοτήτων εξαρτάται από το μήκος της αλυσίδας λαδιού. Για παράδειγμα, οι μακριές αλυσίδες λαδιού σε εποξειδικούς εστέρες σημαίνουν χαμηλότερη χημική αντίσταση, μεγαλύτερους χρόνους στεγνώματος και ενισχυμένη ικανότητα διείσδυσης και σφράγισης κακώς καθαρισμένων επιφανειών, ενώ οι κοντές αλυσίδες λαδιού είναι σκληρές και εύθραυστες και έχουν καλή χημική και αντοχή στην υγρασία [36].

4.3.2. Πολυιμίδιο.

Γενικά, τα πολυϊμίδια ευνοούνται σε εφαρμογές μηχανικής καθώς διαθέτουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, μεγάλη θερμική σταθερότητα, υψηλή θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου και χαμηλή διηλεκτρική σταθερά [36]. μια αναπαράσταση της δομής μπορεί να βρεθεί στο σχήμα 8.

Οι περισσότερες μελέτες που επικεντρώνονται σε αυτο-θεραπευόμενα πολυμερή είναι εκείνες που λειτουργούν με χαμηλό ή μεσαίο Tg, ενώ τα πολυμερή με υψηλή περιεκτικότητα σε Tg, τα οποία θα ήταν κατάλληλα για αυτοαναπτυσσόμενες εφαρμογές αεροδιαστημικής ή αεριωθούμενης προώθησης, δεν έχουν μελετηθεί τόσο καλά. Μια παραλλαγή μνήμης σχήματος του πολυιμιδίου θα ήταν ένα τέτοιο πολυμερές, καθώς είναι ικανό για υψηλή Tg, με θερμοκρασίες γύρω στους 218 βαθμούς και αυτοίαση (η οποία συμβαίνει στους 243 βαθμούς) με κόστος μειωμένων μηχανικών ιδιοτήτων και χαμηλότερο Tg (235 βαθμούς) για η μη αυτοθεραπευτική παραλλαγή από την παραλλαγή που δεν θεραπεύεται, αλλά αυτό μπορεί κάλλιστα να οφείλεται στο πολυστυρένιο και ένα άλλο υλικό μπορεί να ταιριάζει καλύτερα [37].

Τα πολυϊμίδια ορίζονται από μια άκαμπτη λειτουργική ομάδα ετεροκυκλικιμιδίου και σημειώνονται για την αλληλεπίδραση του πλούσιου σε ηλεκτρόνια ατόμου αζώτου τους και της ανεπάρκειας ηλεκτρονίων καρβονυλικής τους ομάδας που βρίσκεται στη ραχοκοκαλιά του πολυιμιδίου [38].

Ωστόσο, τα πολυϊμίδια τείνουν να περιορίζονται στη χρήση τους λόγω κακής απορρόφησης υγρασίας και πρόσφυσης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία της επιφάνειας και να τα περιορίσει σε πιο μέτρια διάρκεια ζωής επίστρωσης σε σύγκριση με άλλες επιστρώσεις, καθώς και την υψηλή επιφανειακή ενέργεια και τη διηλεκτρική σταθερά τους [36, 38 ]. Η υπέρβαση αυτών των περιορισμών σημαίνει τυπικά εισαγωγή υδρόφοβων πολυμερικών μπλοκ στη ραχοκοκαλιά του πολυιμιδίου ή ενσωμάτωση νανοσωματιδίων στη μήτρα ως μέσο μείωσης της διαχυτικότητας και της σχετικής διαπερατότητας της επικάλυψης πολυιμιδίου [38].

Η συμπερίληψη των νανοσωματιδίων έχει το μειονέκτημα της αύξησης της επιφανειακής ενέργειας για το πολυιμίδιο, το οποίο με τη σειρά του μειώνει την προσκόλλησή του, ενώ η συμπερίληψη μπλοκ πολυμερών στη ραχοκοκαλιά μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία αποσύνθεσης και ως εκ τούτου τη θερμοκρασία λειτουργίας και τις μηχανικές ιδιότητες [38]. Η ανθεκτικότητα σχετίζεται με τη διατήρηση των ιδιοτήτων φραγμού που διατηρεί η επικάλυψη πολυμερούς και, για τα πολυμερή, ελέγχεται από την κρυσταλλικότητα μέσα στην επικάλυψη.

Μια μείωση στην επιφανειακή ενέργεια της επικάλυψης σχετίζεται με μια αύξηση της αντίστασης επίστρωσης [25]. Οι πολυσιλοξάνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βελτιωμένη απαγωγή ενέργειας, ευελιξία και επιφανειακή πρόσφυση, αλλά ως αντιστάθμισμα, μειώνουν την τελική αντοχή και το μέτρο του Young. Επομένως, ο μετριασμός αυτών των μειονεκτημάτων απαιτεί κυρίως χειρισμό του ποσοστού μοριακού βάρους πολυσιλοξανίου.

Για να παραμείνει ο συντελεστής του Young κοντά σε αυτόν του απλού πολυιμιδίου, το ποσοστό βάρους πολυσιλοξανίου πρέπει να είναι μεταξύ 10 και 20%. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ολκιμότητα βελτιώνεται σημαντικά για το συμπολυμερές πολυσιλοξάνη είναι μεταξύ 10 και 40% κ.β. Συνολικά, η σύνδεση της απολυσιλοξάνης στη ραχοκοκαλιά της αλυσίδας πολυιμιδίου βελτιώνει τη συνολική ικανότητα επεξεργασίας του πολυμερούς, αναστέλλει την απορρόφηση νερού, καθιστά το πολυμερές πιο ικανό να προσκολλάται σε ένα ευρύ φάσμα επιφανειών, βελτιώνει τη θερμική σταθερότητα και μειώνει τη θερμοκρασία αποσύνθεσης περίπου μια αύξηση του wt% πολυσιλοξανίου στο πολυμερές (αυτό φαίνεται να σχετίζεται περισσότερο με την αναγωγή του πολυιμιδίου). Τα μειονεκτήματα των αλυσίδων πολυιμιδίου-πολυσιλοξάνης θα μπορούσαν να ξεπεραστούν μέσω της προσθήκης άλλων συμπολυμερών, όπως το πολυφαινυλοσιλσεσκιοξάνιο, το οποίο είναι ένα προτεινόμενο πολυμερές που θα μπορούσε επίσης να βελτιώσει περαιτέρω τη θερμοκρασία αποσύνθεσης του μίγματος πολυμερών.

Η εισαγωγή μιας εστερομάδας στη ραχοκοκαλιά ιμιδίου παράγει το αποτέλεσμα της αυξημένης ευκαμψίας του πολυμερούς, αλλά μειώνει τη θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου, όπου το συνδυασμένο μόριο πολυ(εστέρα-ιμιδίου) έχει θερμοκρασία μετάπτωσης υάλου 185 μοιρών και περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι χάνει 10 wt % της μάζας του στον αέρα στους 300 βαθμούς [33]. Επειδή το Tg ενός μίγματος πολυμερών δεν είναι ο πραγματικός μέσος όρος του Tg των πολυμερών που συνθέτουν το μείγμα, φαίνεται να λειτουργεί περισσότερο σαν ένα εύρος που ποικίλλει ανάλογα με τη σύνθεση του όγκου, την αρχιτεκτονική του μείγματος, το θεμοριακό βάρος του πολυμερή και άλλους παράγοντες.

AΣτο κάτω άκρο αυτού του εύρους, λαμβάνει χώρα θερμική ενεργοποίηση αλλά παρεμποδίζεται από στερεοχημικούς περιορισμούς, η σοβαρότητα των οποίων μπορεί να προσδιοριστεί από το σχετικό ρυθμό της δυναμικής των συστατικών [36].4.3.3. Πολυουρία.

Η πολυουρία είναι ένα ημικρυσταλλικό πολυμερές που εκτιμάται για τις πιεζοηλεκτρικές του ικανότητες, χρησιμοποιείται συχνά ως μονωτήρας και μπορεί να παρουσιάσει σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία με μια πιεζοηλεκτρική σταθερά 15 mC/m2 που παραμένει έτσι μέχρι να φτάσει σε θερμοκρασίες 200 μοιρών [38]. μια αναπαράσταση της δομής μπορεί να βρεθεί στο Σχήμα 9. Εάν αναμειγνύονται με πολυιμίδιο, οι δότες και οι αποδέκτες δεσμών υδρογόνου εντός του μείγματος επιτρέπουν την αυτοσυναρμολόγηση εκτός από μια εξαιρετικά χαμηλή διηλεκτρική σταθερά, τιμή μεταξύ 1,56 και 1,94 με οποιαδήποτε μείωση αντιστοιχεί σε αύξηση της συγκέντρωσης του πολυουρία, η οποία θα ήταν εξαιρετικά ευεργετική για την αναστολή της διάβρωσης [25,38]. μια αναπαράσταση του μίγματος πολυιμιδίου-πολυουρίας φαίνεται στο Σχήμα 10.

Επιπλέον, για το δημιουργημένο μείγμα πολυ(ουρίας-ιμιδίου), οι δύο ελαστικές περιοχές οροπεδίου εμφανίζονται εκθετικά ως αποτέλεσμα δύο περιοχών Tg που προκαλούνται από την περιεκτικότητα σε μοριακό κλάσμα της πολυουρίας στην αλυσίδα πολυιμιδίου, η οποία με τη σειρά της αυξάνει τον συντελεστή αποθήκευσης του πολυμερούς.

Η Tg των συμπολυμερών αυξάνεται με αύξηση της συγκέντρωσης ενός συστατικού υψηλής περιεκτικότητας σε Tg, όπου εμφανίζεται πιο οξύ αποτέλεσμα με την προσθήκη ελαφρώς μεγαλύτερης ποσότητας πολυουρίας στο πολυιμίδιο (αξίζει να σημειωθεί ότι ο βαθμός ιμιδοποίησης έχει μικρή επίδραση σε αυτή τη συμπεριφορά καθώς μειώνεται καθώς αυξάνεται το μοριακό κλάσμα της πολυουρίας) ως αποτέλεσμα του αυτοφερόμενου, συμπληρωματικού δεσμού υδρογόνου [38].

Ως αποτέλεσμα, το πολυϊμίδιο-β-πολυουρία σχηματίζει μια επίστρωση με αναμενόμενη διάρκεια ζωής 8 ετών, υψηλότερη από αυτή του πολυιμιδίου, παρέχοντας ανώτερη αντοχή στη διάβρωση [25], η οποία φαίνεται στα Σχήματα 11(α) και 11(β).

For more information:1950477648nn@gmail.com