طلاءات مقاومة للوميض الناتج عن التلوث

يستخدم السيليكا المدخن على نطاق واسع كحشو شائع مدعم بالجسيمات النانوية لتحسين الخواص الميكانيكية والتحكم في كثافة الطلاءات نظرًا لمساحة سطحه النوعية العالية ، وقابليته الممتازة للتشتت، وتأثيراته في التقوية/التصلب.

ركز باحثو HIFULL على السيليكا المدخنة الكارهة للماء المعدلة HB-132. ومن خلال مقارنة أدائها مع العينات الفارغة والمنتجات المنافسة، قاموا بتحليل مزاياها وعيوبها من حيث الكثافة وقوة الشد والاستطالة عند الكسر وقوة القص الشدية في الطلاءات المضادة للتلوث.

HIFULL® HB-132 (BET=140م²/جم)

تحليل الكثافة

تؤثر الكثافة على أداء تطبيق الطلاء وجودة الطلاء النهائي. فكلما انخفضت الكثافة، قلّ خطر الترهل على الأسطح الرأسية والعلوية، مما يُحسّن أداء التطبيق. لذا، يجب ألا تتجاوز الكثافة المطلوبة لعينات الطلاء 1.28 غ/سم³.

ومن بينها، كانت كثافة العينة الفارغة 1.208 جم/سم³ ، وهو ما يفي بالمتطلبات، لكن خصائصها الميكانيكية ضعيفة، مما يشير إلى أن تقليل الكثافة ببساطة دون دعم من مواد التقوية ليس أمرًا مستحسنًا.

كانت كثافة المنتج المنافس 1.266 جم/سم³ ، وهي قريبة من الحد الأعلى، مما يشكل خطر الترهل أو يتطلب كمية أكبر من الطلاء لكل وحدة مساحة.

كانت كثافة HIFULL® HB-132 هي 1.228 جم/سم³ ، عند مستوى منخفض إلى حد ما، مما يضمن قابلية جيدة للتكيف مع التطبيقات مع توفير أساس معقول لتحسين الخصائص الميكانيكية.

قوة الشد والاستطالة عند الكسر

تعكس قوة الشد قدرة المادة على مقاومة التلف الناتج عن القوى الخارجية، بينما يشير الاستطالة عند الكسر إلى مرونتها ومقاومتها للتشوه. وتحدد هاتان الخاصيتان معًا متانة الطلاء في ظل الظروف البيئية المختلفة، مثل تغيرات درجة الحرارة والرطوبة، والاهتزازات الميكانيكية، والتآكل. لذا، يُشترط أن تكون قوة الشد لعينات الطلاء ≥ 3 ميجا باسكال.

بلغت قوة الشد للعينة المرجعية 1.06 ميجا باسكال فقط ، وهي أقل بكثير من الحد الأدنى المطلوب البالغ 3 ميجا باسكال، مما يجعلها غير قادرة على تلبية متطلبات الاستخدام الفعلي. أما قوة الشد للمنتج المنافس فبلغت 3.15 ميجا باسكال ، أي أعلى بقليل من الحد الأدنى المطلوب، وهو أداء مقبول بشكل عام. في المقابل، وصلت قوة الشد لمنتج HIFULL® HB-132 إلى 3.21 ميجا باسكال ، متجاوزةً بذلك قوة الشد للمنتج المنافس، مما يدل على بنية داخلية أكثر كثافة وتأثير تقوية ملحوظ من السيليكا المدخنة.

فيما يتعلق بالاستطالة عند الكسر، تجاوزت جميع العينات الثلاث متطلبات 200% بكثير، مما يدل على متانة جيدة لنظام الراتنج الأساسي. ومن بينها، حقق راتنج HIFULL® HB-132 نسبة 432% ، وهي أعلى من كل من المنتج المنافس والعينة المرجعية، مما يُظهر قدرة أفضل على التكيف مع التشوه وميزة أكبر في بيئات درجات الحرارة المتناوبة بين المرتفعة والمنخفضة.

قوة القص الشد

تُعدّ مقاومة القص الشدّي مؤشراً رئيسياً لتقييم قوة الترابط بين الطلاء والركيزة، إذ تؤثر بشكل مباشر على الالتصاق وموثوقية الطلاء على المدى الطويل. لذا، يُشترط أن تكون مقاومة القص الشدّي لعينات الطلاء ≥ 3 ميجا باسكال.

تُظهر البيانات أن قوة القص الشدّي للعينة المرجعية كانت 0.93 ميجا باسكال فقط ، وهو ما يُعدّ إخفاقًا كبيرًا في تلبية المعايير. أما المنتج المنافس، فقد بلغت قيمته 3.14 ميجا باسكال ، وهو بالكاد مقبول. في المقابل ، حقق منتج HIFULL® HB-132 قوة قصّ شدّي بلغت 3.19 ميجا باسكال ، متفوقًا بذلك على المنتج المنافس، مُظهرًا أداءً أفضل في الربط البيني، وذلك بفضل تأثير تحسين الربط البيني الناتج عن السيليكا المدخنة.

استنادًا إلى تحليل البيانات المذكور أعلاه، يعتقد الباحثون أن HIFULL® HB-132 يؤدي أداءً جيدًا في العديد من مؤشرات الأداء الرئيسية عند استخدامه في الطلاءات المضادة للتلوث:

تنبع هذه المزايا من التركيبة الدقيقة، والحرفية المتقنة، والتوزيع المتجانس خلال عملية تطبيق وتطوير مادة السيليكا المدخنة HIFULL® HB-132. فمن خلال تشكيل بنية شبكية ثلاثية الأبعاد، تُحسّن السيليكا المدخنة أداء راتنج المصفوفة بشكل فعال، وتُحسّن توزيع الحشو، وتُقلل الكثافة الإجمالية، مما يُحقق توازنًا بين القوة والمتانة. وستوفر هذه المواد حماية أكثر موثوقية للعزل الخارجي لمعدات الطاقة، مما يُساعد قطاع الطاقة على التقدم نحو عمليات أكثر أمانًا واستقرارًا وكفاءة.