ఫ్యూజన్-బంధిత-ఎపాక్సీ పౌడర్ కోటింగ్ కోసం కార్బాక్సిల్టర్మినేటెడ్ తయారీ

ఫ్యూజన్-బంధిత-ఎపాక్సీ కోసం కార్బాక్సిల్‌టర్మినేటెడ్ పాలీ (బ్యూటాడిన్-కో-యాక్రిలోనిట్రైల్) -ఎపాక్సీ రెసిన్ ప్రీపాలిమర్‌ల తయారీ మరియు లక్షణం పొడి పూత

1 పరిచయం

ఫ్యూజన్-బంధిత-ఎపాక్సీ (FBE) పొడి పూతలు 3M Co. చేత మొదట అభివృద్ధి చేయబడినవి, చమురు, లోహం, గ్యాస్ మరియు నీటి పైపులైన్ల పరిశ్రమలలో దీర్ఘకాలిక తుప్పు రక్షణ కీలకమైనప్పుడు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. అయినప్పటికీ, FBE పౌడర్ కోటింగ్‌ల పనితీరు అవసరాలు వాటి అధిక క్రాస్-లింకింగ్ సాంద్రత కారణంగా సవాలుగా ఉన్నాయి. క్యూర్డ్ పూత యొక్క స్వాభావిక పెళుసుదనం అనేది పరిశ్రమలలో ఎపాక్సీల కోసం విస్తృత అప్లికేషన్‌ను నిరోధించే ప్రధాన అడ్డంకులలో ఒకటి. అందువల్ల, పూత యొక్క దృఢత్వాన్ని పెంచడం ద్వారా FBE పూత యొక్క పనితీరును మెరుగుపరచడం సాధ్యమవుతుంది. ఎపోక్సీ వ్యవస్థలను పటిష్టం చేయడానికి అనేక పటిష్ట పద్ధతులు ఉపయోగించబడ్డాయి, తరచుగా రబ్బరు, ఎలాస్టోమర్, సహా మిశ్రమ అనువర్తనాల్లో థర్మోప్లాస్టిక్, కోపాలిమర్, నానోపార్టికల్ సవరించిన ఎపాక్సీలు మరియు పై వాటి కలయికలు.
ఎపాక్సి సిస్టమ్స్ యొక్క పటిష్టమైన మార్పులపై అనేక పరిశోధనలు జరిగినప్పటికీ, వాటిలో ఎక్కువ భాగం
రియాక్టివ్ లిక్విడ్ రబ్బరుతో ఎపోక్సీ రెసిన్ యొక్క రసాయన సవరణను అధ్యయనాలు కలిగి ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా కార్బాక్సిల్-టెర్మినేటెడ్ బ్యూటాడిన్-కో-యాక్రిలోనిట్రైల్ (CTBN). మెక్‌గారీ మరియు ఇతరులు మాలిక్యులర్ వెయిట్ 3000 యొక్క CTBNని మరియు పైపెరిడిన్‌తో నయం చేయబడిన వివిధ DGEBA ఎపోక్సీలను ఉపయోగించారు. కిన్‌లోచ్ మరియు ఇతరులు వివిధ స్ట్రైక్ వేగాల వద్ద ఇంపాక్ట్ ఫ్రాక్చర్ మొండితనాన్ని లెక్కించడం ద్వారా మరియు దృఢత్వంలో దాదాపు రెండు రెట్లు పెరుగుదలను పొందడం ద్వారా DGEBA/CTBN/piperidine వ్యవస్థలో డైనమిక్ డిపెండెన్సీని వెల్లడించారు. బిస్ఫినాల్-A (DGEBA) ఎపాక్సీ రెసిన్‌ల డైగ్లైసిడైల్ ఈథర్ వంటి ఎపాక్సీ సిస్టమ్‌లకు CTBN పరిచయం చేయబడింది. అటువంటి ఎపోక్సీ రెసిన్‌లను ద్రవ రబ్బరుతో కలిపి నయం చేసినప్పుడు, ప్రభావ శక్తిని గ్రహించడం ద్వారా డొమైన్‌ల మొండితనాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు. క్యూర్డ్ రెసిన్‌లలో రెండు దశల వ్యవస్థలు[26] ఉన్నాయని అందరికీ తెలుసు, ఇందులో ద్రవ రబ్బరు గోళాకార డొమైన్ నిర్మాణం లేదా నిరంతర నిర్మాణంతో ఎపాక్సీ మాతృకలో చెదరగొట్టబడుతుంది.
ఇప్పటివరకు, ఎపాక్సి రెసిన్‌ల పటిష్టత ప్రధానంగా లిక్విడ్ ఎపాక్సి రెసిన్‌లపై దృష్టి సారించింది మరియు తక్కువ పరిశోధన ఘన ఎపాక్సీ రెసిన్‌లను కఠినతరం చేయడంపై దృష్టి పెట్టింది. ఈ పేపర్‌లో, మేము ఎలాంటి ఆర్గానిక్ ద్రావణాలను ఉపయోగించకుండా CTBN-EP ప్రీపాలిమర్‌లను సిద్ధం చేసాము. అప్పుడు CTBN-EP ప్రీపాలిమర్‌లతో నింపబడిన FBE పౌడర్ కోటింగ్‌ల మిశ్రమాలు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి. యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు పదనిర్మాణ విశ్లేషణ ఆధారంగా, దశ వేరు చేయబడిన మాతృకలో ఉన్న పటిష్టమైన యంత్రాంగాలను విశ్లేషించడానికి ప్రయత్నాలు జరిగాయి. CTBN-EP సిస్టమ్ యొక్క స్ట్రక్చర్ ప్రాపర్టీ రిలేషన్‌షిప్ యొక్క విశ్లేషణ మా పరిజ్ఞానం మేరకు ఒక కొత్త ప్రయత్నం. ఈ విధంగా, ఈ నవల గట్టిపడే సాంకేతికత పరిశ్రమలో FBE పౌడర్ కోటింగ్‌ల అప్లికేషన్ ప్రాంతాలను విస్తరించగలదు.

2 ప్రయోగాత్మకం

X మెటీరియల్స్

ఎపాక్సి రెసిన్ 663-750 ఎపాక్సైడ్ సమానమైన బరువుతో బిస్ఫినాల్ A (DGEBA) (DOW, DER900) యొక్క ఘనమైన డిగ్లైసిడైల్ ఈథర్‌ను ఉపయోగించారు. లిక్విడ్, కార్బాక్సిల్-టెర్మినేటెడ్ పాలీ(బ్యూటాడిన్-కో-యాక్రిలోనిట్రైల్) (CTBN) (Emerald, 1% యాక్రిలోనిట్రైల్ కంటెంట్‌తో హైప్రో 300 1323×26) ఉపయోగించబడింది. ఈ వ్యవస్థలో ట్రిఫెనైల్ ఫాస్ఫైన్ ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించబడింది. క్యూరింగ్ ఏజెంట్ (HTP-305) ఒక ఫినోలిక్. ఫినోలిక్ ఎపోక్సీ రెసిన్ (GT7255) HUNTSMAN Co.,Pigment(L6900) నుండి కొనుగోలు చేయబడింది, ఇది BASF Co. ద్వారా సరఫరా చేయబడింది, డీగ్యాసింగ్ ఏజెంట్ మరియు లెవలింగ్ ఏజెంట్ Aisitelun నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి.

2.2 CTBNEP ప్రీపాలిమర్‌ల సంశ్లేషణ మరియు క్యారెక్టరైజేషన్

ఎపోక్సీ రెసిన్లు, CTBN మరియు ఉత్ప్రేరకం యొక్క స్టోయికియోమెట్రిక్ మొత్తాలను ఒక ఫ్లాస్క్‌లో ఉంచారు, వీటిని వేడి చేసి, యాంత్రికంగా 150 ℃ వద్ద 3.0 గం వరకు కదిలించారు. యాసిడ్ విలువ 0కి పడిపోయినప్పుడు ప్రతిచర్య నిలిపివేయబడింది. ప్రీపాలిమర్‌లు C0, C5, C10, C15 మరియు C20గా గుర్తించబడ్డాయి (సబ్‌స్క్రిప్ట్‌లు CTBN యొక్క కంటెంట్‌లు). సాధ్యమయ్యే ప్రతిచర్య Fig.1లో చూపబడింది.
నిర్మాణాలను వర్గీకరించడానికి FTIR స్పెక్ట్రోస్కోపీ ఉపయోగించబడింది. FTIR స్పెక్ట్రా ఒక FTLA2000-104 స్పెక్ట్రోఫోటోమీటర్ ద్వారా 4 500–500 cm−1 తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో రికార్డ్ చేయబడింది (ఎబిబి బోమెమ్ ఆఫ్ కెనడా). CTBN-EP ప్రీపాలిమర్‌ల పరమాణు బరువులు మరియు పరమాణు బరువు పంపిణీ GPC ద్వారా నిర్ణయించబడింది. టెట్రాహైడ్రోఫ్యూరాన్ (THF) 1.0 mL/min fl ow రేటు వద్ద ఒక ఎలుయెంట్‌గా ఉపయోగించబడింది. కాలమ్ సిస్టమ్ మోనోడిస్పెర్స్డ్ స్టాండర్డ్ పాలీస్టైరిన్‌లను ఉపయోగించి క్రమాంకనం చేయబడింది.

2.3 క్యూరింగ్ ఫిల్మ్‌ల తయారీ మరియు క్యారెక్టరైజేషన్

0wt%-20wt% CTBNని కలిగి ఉన్న ఐదు క్యూరింగ్ ఫిలిమ్స్ తయారు చేయబడ్డాయి. DGEBA (టేబుల్ 1లో ఇచ్చిన సూత్రీకరణ ప్రకారం) మరియు HTP-305 యొక్క లెక్కించిన పరిమాణాలు సజాతీయ మిశ్రమాన్ని పొందడానికి 120 నిమిషాలకు 10 ℃ వద్ద కదిలించబడ్డాయి. ఈ మిశ్రమాన్ని 180 నిమిషాల పాటు 10 ℃ వద్ద వేడి గాలి ఓవెన్‌లో క్యూర్డ్ చేసి, ఆపై 30 ℃ వద్ద 200 నిమిషాల పాటు క్యూర్ చేసిన తర్వాత వేడిచేసిన ఐరన్ మోల్డ్‌లో పోస్తారు.

తన్యత పరీక్షలు KD111-5 మెషీన్‌లో (కైకియాంగ్ కో., లిమిటెడ్., చైనా) క్రాస్-హెడ్ స్పీడ్ 1 మిమీ/నిమిషానికి నిర్వహించబడ్డాయి. GB/ 2568-81 ప్రకారం సగటున మూడు నమూనాల నుండి విలువలు తీసుకోబడ్డాయి. నమూనా యొక్క బ్రేకింగ్ పాయింట్ వద్ద పొడుగు మూల్యాంకనం చేయబడింది. 2056 mm × 40 mm × 10 mm దీర్ఘచతురస్రాకార నమూనాలను ఉపయోగించి MZ-2 యంత్రంపై నమూనా యొక్క ప్రభావ బలం నిర్ణయించబడింది. పరీక్షలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిర్వహించబడ్డాయి మరియు GB/ T2571-1995 ప్రకారం సగటున మూడు నమూనాల నుండి విలువలు తీసుకోబడ్డాయి.

క్యూరింగ్ ఫిల్మ్‌ల యొక్క గ్లాస్ ట్రాన్సిషన్ ఉష్ణోగ్రతలు డైనమిక్ మెకానికల్ ఎనలైజర్ (DMA)ని ఉపయోగించి నిర్ణయించబడ్డాయి. కొలతలు 2 ℃/నిమిషానికి -90 ℃ నుండి 180 ℃ వరకు 1 Hz ఫిక్స్‌డ్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్థాయిలో నిర్వహించబడ్డాయి. స్టోరేజ్ మాడ్యులస్, లాస్ మాడ్యులస్ మరియు లాస్ ఫ్యాక్టర్ పరిమాణం 30 మిమీ × 10 మిమీ × 2 మిమీ నమూనాతో డ్యూయల్ కాంటిలివర్ మోడ్‌ని ఉపయోగించి పొందబడ్డాయి.

2000 kV ఎలక్ట్రాన్ వోల్టేజ్‌తో స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) నిర్వహించబడింది (క్వాంటా-10 మోడల్ SEM, డచ్ యొక్క FEI). నమూనాలను ద్రవ నత్రజని కింద పగులగొట్టారు మరియు వాక్యూమ్‌లో ఎండబెట్టడానికి ముందు రబ్బరు దశను తీయడానికి మొదట టోలున్‌తో చికిత్స చేస్తారు. చెదరగొట్టబడిన కణాల పరిమాణం మరియు పంపిణీ సెమియాటోమాటిక్ చిత్రాన్ని తీయడం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

తయారుచేసిన నమూనాల శాతం బరువు తగ్గడం మరియు ఉష్ణ క్షీణత లక్షణాలు ఇన్‌స్ట్రుమెంట్ (మెట్టర్ టోలెడో ఆఫ్ స్విట్జర్లాండ్)లో రికార్డ్ చేయబడిన థర్మోగ్రావిమెట్రిక్ ఎనలైజర్ (TGA) ద్వారా మూల్యాంకనం చేయబడ్డాయి. ప్లాటినం నమూనా పాన్‌లో తీసుకోబడిన నమూనా మొత్తం సుమారు 5-10 mg. ప్రతి పరుగులో హీటింగ్ రేటు 10 ℃/నిమిషానికి ఉంచబడింది మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిధి 800 ℃ వరకు ఉంటుంది.