در سال ۲۰۲۵، صنعت پوشش به سمت اهداف دوگانه «تحول سبز» و «ارتقاء عملکرد» شتاب می‌گیرد. در زمینه‌های پوشش‌های پیشرفته مانند حمل و نقل خودرو و ریلی، پوشش‌های پایه آب به لطف انتشار کم VOC، ایمنی و غیرسمی بودن، از «گزینه‌های جایگزین» به «انتخاب‌های اصلی» تکامل یافته‌اند. با این حال، برای برآورده کردن نیازهای سناریوهای کاربردی سخت (مانند رطوبت بالا و خوردگی شدید) و نیازهای بالاتر کاربران برای دوام و عملکرد پوشش، پیشرفت‌های تکنولوژیکی در پوشش‌های پلی اورتان پایه آب (WPU) با سرعت ادامه می‌یابد. در سال ۲۰۲۵، نوآوری‌های صنعتی در بهینه‌سازی فرمول، اصلاح شیمیایی و طراحی عملکردی، نشاط جدیدی را به این بخش تزریق کرده است.
تعمیق سیستم پایه: از «تنظیم نسبت» تا «تعادل عملکرد»
به عنوان "رهبر عملکرد" در میان پوشش‌های پایه آب فعلی، پلی‌یورتان پایه آب دو جزئی (WB 2K-PUR) با یک چالش اساسی روبرو است: ایجاد تعادل بین نسبت و عملکرد سیستم‌های پلی‌ال. امسال، تیم‌های تحقیقاتی بررسی عمیقی در مورد اثرات هم‌افزایی پلی‌اتر پلی‌ال (PTMEG) و پلی‌استر پلی‌ال (P1012) انجام دادند.
به طور سنتی، پلی‌استر پلی‌ال به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی متراکم، استحکام مکانیکی و چگالی پوشش را افزایش می‌دهد، اما افزودن بیش از حد آن به دلیل آب‌دوستی قوی گروه‌های استر، مقاومت در برابر آب را کاهش می‌دهد. آزمایش‌ها تأیید کرده‌اند که وقتی P1012 40٪ (g/g) از سیستم پلی‌ال را تشکیل می‌دهد، یک "تعادل طلایی" حاصل می‌شود: پیوندهای هیدروژنی چگالی پیوندهای عرضی فیزیکی را بدون آب‌دوستی بیش از حد افزایش می‌دهند و عملکرد جامع پوشش - از جمله مقاومت در برابر اسپری نمک، مقاومت در برابر آب و استحکام کششی - را بهینه می‌کنند. این نتیجه‌گیری، راهنمای روشنی برای طراحی فرمول پایه WB 2K-PUR، به ویژه برای سناریوهایی مانند شاسی خودرو و قطعات فلزی وسایل نقلیه ریلی که به عملکرد مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارند، ارائه می‌دهد.
«ترکیب استحکام و انعطاف‌پذیری»: اصلاح شیمیایی مرزهای عملکردی جدیدی را آشکار می‌کند
در حالی که بهینه‌سازی نسبت پایه یک «تنظیم دقیق» است، اصلاح شیمیایی نشان‌دهنده «جهش کیفی» برای پلی‌اورتان پایه آب است. دو مسیر اصلاح امسال برجسته بودند:
مسیر ۱: افزایش هم‌افزایی با مشتقات پلی‌سیلوکسان و ترپن
ترکیب پلی سیلوکسان با انرژی سطحی پایین (PMMS) و مشتقات ترپن آبگریز، به WPU خواص دوگانه "فوق آبگریزی + استحکام بالا" می‌بخشد. محققان پلی سیلوکسان با انتهای هیدروکسیل (PMMS) را با استفاده از 3-مرکاپتوپروپیل متیل دی متوکسی سیلان و اکتامتیل سیکلوتتراسیلوکسان تهیه کردند، سپس ایزوبورنیل اکریلات (مشتقی از کامفن مشتق شده از زیست توده) را از طریق واکنش کلیک تیول-ان آغاز شده با اشعه ماوراء بنفش به زنجیره‌های جانبی PMMS پیوند زدند تا پلی سیلوکسان مبتنی بر ترپن (PMMS-I) تشکیل شود.
WPU اصلاح‌شده پیشرفت‌های چشمگیری را نشان داد: زاویه تماس آب ساکن از 70.7 درجه به 101.2 درجه افزایش یافت (به ابرآبگریزی شبیه برگ نیلوفر آبی نزدیک می‌شود)، جذب آب از 16.0٪ به 6.9٪ کاهش یافت و استحکام کششی به دلیل ساختار حلقه‌ای ترپن سفت و سخت از 4.70 مگاپاسکال به 8.82 مگاپاسکال افزایش یافت. تجزیه و تحلیل ترموگراویمتری همچنین پایداری حرارتی بهبود یافته را نشان داد. این فناوری یک راه‌حل یکپارچه "ضد رسوب + مقاوم در برابر آب و هوا" برای قطعات بیرونی حمل و نقل ریلی مانند پنل‌های سقف و دامن‌های جانبی ارائه می‌دهد.
مسیر ۲: اتصال عرضی پلی‌ایمین، فناوری «خودترمیمی» را ممکن می‌سازد
خودترمیمی به عنوان یک فناوری محبوب در پوشش‌ها ظهور کرده است و تحقیقات امسال آن را با عملکرد مکانیکی WPU ترکیب کرد تا به پیشرفت‌های دوگانه در "عملکرد بالا + توانایی خودترمیمی" دست یابد. WPU شبکه‌ای شده با پلی بوتیلن گلیکول (PTMG)، ایزوفورون دی ایزوسیانات (IPDI) و پلی ایمین (PEI) به عنوان اتصال دهنده عرضی، خواص مکانیکی چشمگیری از خود نشان داد: استحکام کششی ۱۷.۱۲ مگاپاسکال و ازدیاد طول در نقطه شکست ۵۱۲.۲۵٪ (نزدیک به انعطاف‌پذیری لاستیک).
نکته مهم این است که این ماده در دمای 30 درجه سانتیگراد و در عرض 24 ساعت به طور کامل خودترمیمی می‌شود و پس از تعمیر به استحکام کششی 3.26 مگاپاسکال و ازدیاد طول 450.94٪ می‌رسد. این ویژگی آن را برای قطعات مستعد خراش مانند سپر خودرو و فضای داخلی قطار بسیار مناسب می‌کند و هزینه‌های نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
«کنترل هوشمند در مقیاس نانو»: یک «انقلاب سطحی» برای پوشش‌های ضد رسوب
ضد گرافیتی و تمیز کردن آسان، از نیازهای کلیدی برای پوشش‌های پیشرفته هستند. امسال، یک پوشش مقاوم در برابر رسوب (NP-GLIDE) مبتنی بر «نانواستخرهای PDMS شبه مایع» توجه‌ها را به خود جلب کرد. اصل اساسی آن شامل پیوند زدن زنجیره‌های جانبی پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS) بر روی یک اسکلت پلی‌ال قابل پخش در آب از طریق کوپلیمر پیوندی پلی‌ال-g-PDMS و تشکیل «نانواستخرهایی» با قطر کمتر از 30 نانومتر است.
غنی‌سازی PDMS در این نانوحوضچه‌ها، سطحی «مایع‌مانند» به پوشش می‌دهد - تمام مایعات مورد آزمایش با کشش سطحی بالای 23 میلی‌نیوتن بر متر (مثلاً قهوه، لکه‌های روغن) بدون برجای گذاشتن اثری از روی آن سر می‌خورند. با وجود سختی 3H (نزدیک به شیشه معمولی)، این پوشش عملکرد ضد رسوب عالی خود را حفظ می‌کند.
علاوه بر این، یک استراتژی ضد گرافیتی «مانع فیزیکی + تمیزکننده ملایم» پیشنهاد شد: معرفی تریمر IPDI به پلی‌ایزوسیانات مبتنی بر HDT برای افزایش چگالی فیلم و جلوگیری از نفوذ گرافیتی، در عین حال کنترل مهاجرت بخش‌های سیلیکون/فلوئور برای اطمینان از انرژی سطحی پایین و بادوام. این فناوری در ترکیب با DMA (آنالیز مکانیکی دینامیکی) برای کنترل دقیق چگالی پیوندهای عرضی و XPS (طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس) برای توصیف مهاجرت فصل مشترک، آماده صنعتی شدن است و انتظار می‌رود به معیار جدیدی برای ضد رسوب در رنگ خودرو و پوشش‌های محصولات 3C تبدیل شود.
نتیجه‌گیری
در سال ۲۰۲۵، فناوری پوشش WPU از «بهبود تک عملکردی» به «ادغام چند عملکردی» در حال حرکت است. چه از طریق بهینه‌سازی فرمول اولیه، پیشرفت‌های اصلاح شیمیایی یا نوآوری‌های طراحی عملکردی، منطق اصلی حول محور هم‌افزایی «دوستی با محیط زیست» و «عملکرد بالا» می‌چرخد. برای صنایعی مانند خودروسازی و حمل و نقل ریلی، این پیشرفت‌های تکنولوژیکی نه تنها طول عمر پوشش را افزایش داده و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهند، بلکه باعث ارتقاء دوگانه در «تولید سبز» و «تجربه کاربری سطح بالا» نیز می‌شوند.
زمان ارسال: ۱۴ نوامبر ۲۰۲۵