Mnamo 2025, tasnia ya mipako inaongeza kasi kuelekea malengo mawili ya "mabadiliko ya kijani kibichi" na "kuboresha utendakazi." Katika uga wa upakaji wa hali ya juu kama vile usafiri wa magari na reli, mipako ya maji imebadilika kutoka "chaguo mbadala" hadi "chaguo kuu" kutokana na utoaji wao wa chini wa VOC, usalama, na kutokuwa na sumu. Hata hivyo, ili kukidhi matakwa ya hali mbaya ya utumiaji (kwa mfano, unyevu mwingi na kutu kali) na mahitaji ya juu ya watumiaji ya uimara na utendakazi wa mipako, mafanikio ya kiteknolojia katika mipako ya polyurethane (WPU) inayotokana na maji inaendelea. Mnamo 2025, uvumbuzi wa tasnia katika uboreshaji wa fomula, urekebishaji wa kemikali, na muundo wa utendaji umeingiza nguvu mpya katika sekta hii.
Kukuza Mfumo wa Msingi: Kutoka "Kurekebisha Uwiano" hadi "Mizani ya Utendaji"
Kama "kiongozi wa utendaji" kati ya mipako ya sasa ya maji, polyurethane ya maji ya sehemu mbili (WB 2K-PUR) inakabiliwa na changamoto kuu: kusawazisha uwiano na utendaji wa mifumo ya polyol. Mwaka huu, timu za utafiti zilifanya uchunguzi wa kina katika athari za ushirikiano za polyether polyol (PTMEG) na polyester polyol (P1012).
Kijadi, polyester polyol huongeza mipako nguvu mitambo na msongamano kutokana na mnene intermolecular vifungo hidrojeni, lakini kuongeza kupindukia hupunguza upinzani maji kutokana na hidrophilicity nguvu ya vikundi esta. Majaribio yalithibitishwa kuwa wakati P1012 inachangia 40% (g/g) ya mfumo wa polyol, "usawa wa dhahabu" hupatikana: vifungo vya hidrojeni huongeza msongamano wa viungo vya kimwili bila hidrophilicity nyingi, kuboresha utendaji wa kina wa mipako-ikiwa ni pamoja na upinzani wa dawa ya chumvi, upinzani wa maji, na nguvu za kupinga. Hitimisho hili linatoa mwongozo wazi kwa muundo wa msingi wa fomula ya WB 2K-PUR, haswa kwa hali kama vile chasi ya gari na sehemu za chuma za gari la reli ambazo zinahitaji utendakazi wa kiufundi na upinzani wa kutu.
"Kuchanganya Ugumu na Kubadilika": Urekebishaji wa Kemikali Hufungua Mipaka Mipya ya Utendaji
Ingawa uboreshaji wa msingi wa uwiano ni "marekebisho mazuri," urekebishaji wa kemikali unawakilisha "mrukaji bora" kwa polyurethane inayotokana na maji. Njia mbili za marekebisho zilijitokeza mwaka huu:
Njia ya 1: Uboreshaji wa Ulinganifu na Viingilio vya Polysiloxane na Terpene
Mchanganyiko wa polysiloxane yenye nishati ya chini ya uso (PMMS) na vitokanavyo na terpene haidrofobi huipa WPU sifa mbili za "superhydrophobicity + high rigidity." Watafiti walitayarisha hydroxyl-terminated polysiloxane (PMMS) kwa kutumia 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane na octamethylcyclotetrasiloxane, kisha kupandikizwa isobornyl acrylate (derivative of biomass-derived camphene) kwenye minyororo ya upande wa PMMS kupitia mmenyuko wa UV-iliyoanzishwa na thiol-terInexa ya thiol-PMMS (PMMS)
WPU iliyorekebishwa ilionyesha maboresho ya ajabu: angle tuli ya mguso wa maji iliruka kutoka 70.7 ° hadi 101.2 ° (inakaribia superhydrophobicity ya lotus), unyonyaji wa maji ulipungua kutoka 16.0% hadi 6.9%, na nguvu ya mkazo ilipanda kutoka 4.70MPa hadi 8.82MPa ya pete kutokana na muundo wa rigid. Uchunguzi wa Thermogravimetric pia ulifunua uimara wa joto ulioimarishwa. Teknolojia hii inatoa suluhisho jumuishi la "kuzuia uchafu + hali ya hewa" kwa sehemu za nje za usafiri wa reli kama vile paneli za paa na sketi za pembeni.
Njia ya 2: Polyimine Crosslinking Inawezesha Teknolojia ya "Kujiponya".
Kujiponya kumeibuka kama teknolojia maarufu katika mipako, na utafiti wa mwaka huu uliichanganya na utendaji wa kiufundi wa WPU ili kufikia mafanikio mawili katika "utendaji wa juu + uwezo wa kujiponya." WPU iliyounganishwa iliyoandaliwa kwa polybutylene glikoli (PTMG), isophorone diisocyanate (IPDI), na polyimine (PEI) kama kiunganishi ilionyesha sifa za kuvutia za kiufundi: nguvu ya mkazo ya 17.12MPa na urefu wa 512.25% (karibu na kubadilika kwa mpira).
Muhimu sana, inafanikisha uponyaji kamili wa kibinafsi katika masaa 24 kwa 30 ° C-kurejesha hadi 3.26MPa nguvu ya mkazo na urefu wa 450.94% baada ya ukarabati. Hii huifanya kufaa zaidi kwa sehemu zinazokabiliwa na mikwaruzo kama vile bumpers za magari na sehemu za ndani za usafiri wa reli, hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za matengenezo.
"Udhibiti wa Akili wa Nanoscale": "Mapinduzi ya Uso" kwa Mipako ya Kuzuia Uchafuzi
Kupambana na graffiti na kusafisha rahisi ni mahitaji muhimu kwa mipako ya juu. Mwaka huu, mipako inayostahimili uchafu (NP-GLIDE) kulingana na "nanopools za PDMS za kioevu" ilivutia umakini. Kanuni yake ya msingi inahusisha kuunganisha minyororo ya kando ya polydimethylsiloxane (PDMS) kwenye uti wa mgongo wa polyol inayoweza kutawanywa na maji kupitia pandikizi la copolymer polyol-g-PDMS, na kutengeneza “nanopools” ndogo kuliko kipenyo cha nm 30.
Uboreshaji wa PDMS katika nanopools hizi huipa upako uso "kama-kioevu"—vimiminika vyote vya majaribio vyenye mvutano wa uso zaidi ya 23mN/m (kwa mfano, kahawa, madoa ya mafuta) huteleza bila kuacha alama. Licha ya ugumu wa 3H (karibu na kioo cha kawaida), mipako hudumisha utendaji bora wa kupambana na uchafu.
Zaidi ya hayo, mkakati wa kupambana na graffiti wa "kizuizi cha kimwili + kusafisha kidogo" ulipendekezwa: kuanzishwa kwa trimer ya IPDI katika polyisocyanate yenye msingi wa HDT ili kuimarisha msongamano wa filamu na kuzuia kupenya kwa grafiti, huku kudhibiti uhamishaji wa sehemu za silikoni/florini ili kuhakikisha nishati ya chini ya uso inayodumu kwa muda mrefu. Ikiunganishwa na DMA (Uchambuzi wa Mitambo Inayobadilika) kwa udhibiti sahihi wa msongamano wa viunganishi na XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) kwa sifa za uhamiaji wa kiolesura, teknolojia hii iko tayari kwa maendeleo ya viwanda na inatarajiwa kuwa kigezo kipya cha kupambana na ubovu katika rangi ya magari na kabati za bidhaa za 3C.
Hitimisho
Mnamo 2025, teknolojia ya mipako ya WPU inasonga kutoka "uboreshaji wa utendaji mmoja" hadi "muunganisho wa kazi nyingi." Iwe kupitia uboreshaji wa kanuni za msingi, mafanikio ya urekebishaji kemikali, au ubunifu wa muundo wa utendaji, mantiki ya kimsingi inahusu kusawazisha "urafiki wa mazingira" na "utendaji wa juu." Kwa tasnia kama vile usafiri wa magari na reli, maendeleo haya ya kiteknolojia sio tu yanarefusha maisha ya mipako na kupunguza gharama za matengenezo lakini pia huchochea uboreshaji maradufu katika "utengenezaji wa kijani kibichi" na "utumiaji wa hali ya juu."
Muda wa kutuma: Nov-14-2025