कल्पना कीजिए कि टीपीयू (थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन) सामग्री का एक साधारण सा टुकड़ा, जो सटीक गर्मी उपचार के द्वारा, मैकेनिकल गुणों को बढ़ाता है और उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता प्राप्त करता है।टीपीयू की सूक्ष्म संरचना में होने वाले सूक्ष्म परिवर्तनों में इसका रहस्य हैइससे एक महत्वपूर्ण प्रश्न उठता हैः इस तरह के प्रदर्शन की सफलता प्राप्त करने के लिए टीपीयू की आंतरिक वास्तुकला को ठीक से कैसे पुनर्गठित किया जाता है?
थर्मोप्लास्टिक पॉलीयूरेथेन (टीपीयू) एक ब्लॉक कोपोलिमर है जो विभिन्न अनुक्रम लंबाई के साथ वैकल्पिक क्रिस्टलीय हार्ड सेगमेंट (एचएस) और अमूर्त नरम सेगमेंट (एसएस) से बना है।यह विशिष्ट संरचना टीपीयू को रबर जैसी विशेषताएं देती है, जिसमें उत्कृष्ट विकृति वसूली और पहनने के प्रतिरोध शामिल है।टीपीयू के उल्लेखनीय यांत्रिक गुण काफी हद तक एचएस और एसएस के बीच थर्मोडायनामिक असंगतता से प्रेरित माइक्रोफेज-अलग संरचना से उत्पन्न होते हैंसरल शब्दों में कहें तो, एसएस लोचदार व्यवहार प्रदान करता है जबकि एचएस भौतिक क्रॉसलिंकिंग बिंदुओं के रूप में कार्य करता है, जो एक साथ टीपीयू के उत्कृष्ट प्रदर्शन की नींव बनाते हैं।
इन असाधारण गुणों के लिए धन्यवाद, टीपीयू ने औद्योगिक और रोजमर्रा की सेटिंग्स दोनों में व्यापक अनुप्रयोग पाए हैं।एनीलिंग उपचार टीपीयू के यांत्रिक और थर्मल प्रदर्शन को काफी बढ़ा सकता हैइस प्रक्रिया को टीपीयू विनिर्माण में एक आवश्यक कदम बनाते हैं। ये सुधार अनिवार्य रूप से सामग्री के भीतर संरचनात्मक परिवर्तनों से उत्पन्न होते हैं।टीपीयू की संरचना को कैसे प्रभावित करता है यह समझना इसकी पूरी क्षमता को खोलने की कुंजी है.
एनील किए गए टीपीयू में आमतौर पर अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (डीएससी) प्रयोगों में कई अलग-अलग एंडोथर्मिक शिखर होते हैं। एक विशेष शिखर, जिसे टी 1 शिखर कहा जाता है,एक तापमान है कि annealing तापमान के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है प्रदर्शित करता है (Ta), जिसका ढलान 1 के करीब है। टी1 शिखर आमतौर पर टीए से थोड़ा ऊपर दिखाई देता है।इस विशिष्ट थर्मल व्यवहार को विभिन्न कारकों से जोड़ा गया है जिसमें एचएस में बंडल माइक्रोक्रिस्टलाइन संरचनाओं का पिघलना शामिल है।, लघु-रेंज क्रमबद्ध संरचनाओं का गठन, और हार्ड माइक्रोडोमेन, एसएस, या इंटरफेस सामग्री में एंथलपी विश्राम।क्रिस्टलीय टीपीयू में कई एंडोथर्मिक शिखरों की उपस्थिति और संरचनात्मक परिवर्तनों की हमारी सीमित समझ ने इस घटना की व्यापक व्याख्या में बाधा डाली है.
इस अध्ययन का उद्देश्य टी1 पीक के थर्मल एनीलिंग व्यवहार और एनील्ड टीपीयू में विस्तृत संरचनात्मक परिवर्तनों के बीच संबंध को प्रकट करना है।शोधकर्ताओं ने डिफेनिलमेथेन डायइसोसियनेट और 1एसएस क्रिस्टलीकरण को रोकने के लिए, उन्होंने लगभग 1000 के संख्या-औसत आणविक भार के साथ छोटे एसएस का उपयोग किया।यह टीपीयू डीएससी माप में एनीलिंग के बाद केवल एक एकल टी 1 शिखर दिखाता है, जो एचएस संरचनात्मक परिवर्तनों के दृष्टिकोण से शिखर की उत्पत्ति की स्पष्ट जांच की अनुमति देता है।
टीम ने परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (एएफएम), चौड़ा कोण एक्स-रे विवर्तन (डब्ल्यूएएक्सडी) सहित कई उन्नत तकनीकों का उपयोग किया।टीपीयू के संरचनात्मक परिवर्तनों का अध्ययन करने के लिएजबकि ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और एएफएम का व्यापक रूप से पॉलीयूरेथेन संरचनाओं को देखने के लिए उपयोग किया गया है, एसएएक्सएस बड़े पैमाने पर नमूना माप, बेहतर सांख्यिकीय परिणाम,और विभिन्न रूप से तैयार नमूनों के सुविधाजनक दोहराया मापएसएएक्सएस मुख्य रूप से हार्ड डोमेन के बीच की दूरी, माइक्रोफेज अलगाव की डिग्री और हार्ड डोमेन के बीच इंटरफ़ेस मोटाई का मूल्यांकन करता है।
टी1 शिखर के थर्मल एनीलिंग व्यवहार और एचएस संरचना के बीच संबंध को समझने के लिए,शोधकर्ताओं ने एक दीर्घवृत्त के रूप कारक के एक संयोजन का उपयोग कर SAXS घटता Percus-Yevick और Debye-Bueche समीकरणों के योग से गुणा कियाइस प्रकार, एचएस डोमेन आकार और वॉल्यूम अंश जैसे मात्रात्मक संरचनात्मक मापदंड प्राप्त हुए। इन मापदंडों का विश्लेषण करके, जिसमें अर्ध-महान अक्ष, अर्ध-माइनर अक्ष, वॉल्यूम अंश शामिल हैं।टीपीयू के थर्मल एनीलिंग व्यवहार के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करने के लिए टीम ने एचएस संरचनात्मक परिवर्तनों के परिप्रेक्ष्य से टीपीयू के थर्मल एनीलिंग व्यवहार के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त की।.
शोध से पता चला कि एनीलिंग एचएस क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देती है, जिससे अधिक व्यवस्थित व्यवस्था होती है जो टीपीयू की ताकत और कठोरता को बढ़ाती है।यह प्रक्रिया एचएस डोमेन के आकार और आकार को भी संशोधित करती है।, एसएस मैट्रिक्स के भीतर अधिक समान वितरण बनाने के लिए कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए।अध्ययन ने टी1 शिखर तापमान और एचएस डोमेन आकार और क्रिस्टलिनिटी दोनों के बीच एक स्पष्ट रैखिक संबंध स्थापित किया, यह दर्शाता है कि पीक एचएस संरचनात्मक पिघलने या पुनर्व्यवस्था से उत्पन्न होता है।
ये निष्कर्ष टीपीयू एनीलिंग प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण सैद्धांतिक मार्गदर्शन प्रदान करते हैं।निर्माताओं को प्रभावी ढंग से विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित बेहतर सामग्री गुण प्राप्त करने के लिए टीपीयू के सूक्ष्म संरचना को समायोजित कर सकते हैंजैसे-जैसे टीपीयू की वैज्ञानिक समझ गहरी होती जाती है, यह बहुमुखी सामग्री विभिन्न उद्योगों में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाने का वादा करती है।
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