2025ean, estaldura-industriak "eraldaketa berdea" eta "errendimenduaren hobekuntza" helburu bikoitzerantz bizkortzen ari da. Automobilgintza eta trenbide-garraioa bezalako goi-mailako estaldura-arloetan, ur-oinarritutako estaldurak "aukera alternatiboetatik" "aukera nagusietara" eboluzionatu dute, KOL isuri txikiei, segurtasunari eta toxikotasun ezari esker. Hala ere, aplikazio-egoera gogorren eskaerei (adibidez, hezetasun handia eta korrosio handia) eta estalduraren iraunkortasun eta funtzionaltasunerako erabiltzaileen eskakizun handiagoei erantzuteko, ur-oinarritutako poliuretanozko (WPU) estalduretan aurrerapen teknologikoak bizkor jarraitzen dute. 2025ean, formula-optimizazioan, aldaketa kimikoan eta diseinu funtzionalean egindako industria-berrikuntzek bizitasun berria eman diote sektore honi.
Oinarrizko Sistema Sakontzea: "Erratioen Doikuntzatik" "Errendimenduaren Orekara"
Gaur egungo ur-oinarritutako estalduren artean "errendimendu-liderra" den heinean, bi osagaiko ur-oinarritutako poliuretanoak (WB 2K-PUR) erronka nagusi bati aurre egin behar dio: poliol sistemen arteko erlazioa eta errendimendua orekatzea. Aurten, ikerketa-taldeek polieter poliolaren (PTMEG) eta poliester poliolaren (P1012) efektu sinergikoak sakon aztertu dituzte.
Tradizionalki, poliester poliolak estalduraren erresistentzia mekanikoa eta dentsitatea hobetzen ditu molekula arteko hidrogeno lotura trinkoei esker, baina gehiegizko gehikuntzak uraren erresistentzia murrizten du ester taldeen hidrofilikotasun sendoagatik. Esperimentuek egiaztatu zuten P1012-k poliol sistemaren % 40 (g/g) hartzen duenean, "urrezko oreka" lortzen dela: hidrogeno loturek lotura gurutzatu fisikoen dentsitatea handitzen dute hidrofilikotasun gehiegirik gabe, estalduraren errendimendu osoa optimizatuz, gatz-ihinztaduraren erresistentzia, uraren erresistentzia eta trakzio-erresistentzia barne. Ondorio honek WB 2K-PUR oinarrizko formula diseinatzeko jarraibide argiak eskaintzen ditu, batez ere errendimendu mekanikoa eta korrosioarekiko erresistentzia behar duten automobilen xasisak eta trenbide-ibilgailuen metalezko piezak bezalako eszenarioetarako.
«Zurruntasuna eta Malgutasuna Konbinatuz»: Aldaketa Kimikoak Funtzio-Muga Berriak Irekitzen ditu
Oinarrizko erlazioen optimizazioa "doikuntza fin" bat den bitartean, aldaketa kimikoa "jauzi kualitatiboa" da uretan oinarritutako poliuretanoarentzat. Bi aldaketa bide nabarmendu dira aurten:
1. bidea: Hobekuntza sinergikoa polisiloxanoarekin eta terpeno deribatuekin
Gainazaleko energia baxuko polisiloxanoaren (PMMS) eta terpeno hidrofoboen deribatuen konbinazioak WPUari "superhidrofobikotasuna + zurruntasun handia" propietate bikoitzak ematen dizkio. Ikertzaileek hidroxilo-amaieradun polisiloxanoa (PMMS) prestatu zuten 3-merkaptopropilmetildimetoxisilanoa eta oktametilziklotetrasiloxanoa erabiliz, eta ondoren isobornil akrilatoa (biomasatik eratorritako kanfenoaren deribatua) txertatu zuten PMMS alboko kateetan UV-k hasitako tiol-eno klik erreakzioaren bidez, terpenoan oinarritutako polisiloxanoa (PMMS-I) osatzeko.
WPU aldatuak hobekuntza nabarmenak erakutsi zituen: urarekiko kontaktu-angelu estatikoa 70,7°-tik 101,2°-ra igo zen (loto hosto baten itxurako superhidrofobikotasunera hurbilduz), uraren xurgapena % 16,0tik % 6,9ra jaitsi zen, eta trakzio-erresistentzia 4,70 MPa-tik 8,82 MPa-ra igo zen terpeno-eraztun zurrunaren egiturari esker. Analisi termograbimetrikoak egonkortasun termiko hobetua ere agerian utzi zuen. Teknologia honek "zikinkeriaren aurkako + eguraldiarekiko erresistentea" den irtenbide integratu bat eskaintzen du trenbide-garraioaren kanpoko piezetarako, hala nola teilatuko panelak eta alboko gonak.
2. bidea: Poliiminen erretikulazioak "auto-sendaketa" teknologia ahalbidetzen du
Auto-konponketa estalduren teknologia ezagun bihurtu da, eta aurtengo ikerketak WPUren errendimendu mekanikoarekin konbinatu du "errendimendu handiko + auto-konponketa gaitasuna" aurrerapen bikoitza lortzeko. Polibutileno glikolarekin (PTMG), isoforona diisozianatoarekin (IPDI) eta poliiminarekin (PEI) lotzaile gurutzatu gisa prestatutako WPU gurutzatuak propietate mekaniko ikusgarriak erakutsi zituen: 17,12 MPa-ko trakzio-erresistentzia eta % 512,25eko haustura-luzapena (kautxuaren malgutasunaren antzekoa).
Garrantzitsuena, 24 ordutan bere burua erabat sendatzen du 30 °C-tan, 3,26 MPa-ko trakzio-erresistentzia eta % 450,94ko luzapena berreskuratuz konpondu ondoren. Horrek oso egokia egiten du marradura-joera duten piezetarako, hala nola autoen paragolpeetarako eta trenbideen barrualdeetarako, mantentze-kostuak nabarmen murriztuz.
«Nanoeskalako Kontrol Adimenduna»: «Gainazal Iraultza» bat zikinkeriaren aurkako estaldurentzat
Grafitiaren aurkakoa eta garbiketa erraza dira goi-mailako estalduren eskakizun nagusiak. Aurten, "likido itxurako PDMS nanomultzoetan" oinarritutako zikinkeriaren aurkako estaldura batek (NP-GLIDE) arreta erakarri du. Bere oinarrizko printzipioa polidimetilsiloxano (PDMS) alboko kateak poliol-g-PDMS txertatze kopolimeroaren bidez uretan disolbagarria den bizkarrezur batean txertatzea da, 30 nm-ko diametroa baino txikiagoak diren "nanomultzoak" sortuz.
Nanomultzo hauetan PDMS aberasteak estaldurari gainazal “likido” bat ematen dio: 23mN/m-tik gorako gainazal-tentsioa duten proba-likido guztiak (adibidez, kafea, olio-orbanak) arrastorik utzi gabe irristatzen dira. 3H-ko gogortasuna izan arren (beira arruntaren antzekoa), estaldurak zikinkeriaren aurkako errendimendu bikaina mantentzen du.
Horrez gain, "hesi fisikoa + garbiketa leuna" den grafitien aurkako estrategia bat proposatu zen: IPDI trimeroa HDT oinarritutako poliisozianatoan sartzea filmaren dentsitatea hobetzeko eta grafitien sartzea saihesteko, silikona/fluor segmentuen migrazioa kontrolatuz gainazaleko energia baxua eta iraunkorra bermatzeko. DMArekin (Analisi Mekaniko Dinamikoa) konbinatuta gurutzadura-dentsitatearen kontrol zehatza lortzeko eta XPSrekin (X izpien fotoelektroi espektroskopia) interfazearen migrazioaren karakterizaziorako, teknologia hau industrializaziorako prest dago eta automobilgintzako pinturan eta 3C produktuen karkasetan zikinkeriaren aurkako erreferente berri bat izatea espero da.
Ondorioa
2025ean, WPU estaldura-teknologia "errendimendu bakarreko hobekuntzatik" "funtzio anitzeko integraziora" igaroko da. Oinarrizko formula-optimizazioaren, aldaketa kimikoen aurrerapenen edo diseinu funtzionaleko berrikuntzen bidez izan, oinarrizko logika "ingurumenarekiko errespetua" eta "errendimendu handia" sinergizatzearen inguruan datza. Automobilgintza eta trenbide-garraioa bezalako industrientzat, aurrerapen teknologiko hauek ez dute estalduraren iraupena luzatzen eta mantentze-kostuak murrizten bakarrik, baita "fabrikazio berdean" eta "erabiltzaile-esperientzia gorena" bezalako hobekuntza bikoitzak ere bultzatzen dituzte.
Argitaratze data: 2025eko azaroaren 14a