目前絕大多數(shù)隱形車衣都有自修復(fù)功能,當(dāng)汽車車身受到刮擦或輕微碰撞時(shí),在不損傷車衣基膜的基礎(chǔ)上,用熱水或熱風(fēng)處理,細(xì)小劃痕會(huì)逐漸消失,車衣表面恢復(fù)如初。
這種自修復(fù)效果,主要取決于車衣涂層中自修復(fù)樹脂的聚合物結(jié)構(gòu)。
- 熱修復(fù):需要60℃以上的熱水、熱風(fēng)或陽(yáng)光作用在劃痕上;
- 秒修復(fù):不受外部影響,但此類樹脂偏軟,不夠致密;
目前,市場(chǎng)大部分已經(jīng)轉(zhuǎn)向熱修復(fù)方式,國(guó)外有少量秒修復(fù)產(chǎn)品。車衣涂層中常見(jiàn)的樹脂成分是由多羥基丙烯酸酯、耐黃異氰酸酯等單體共聚而成的聚氨酯樹脂,它主要是基于本征型中的氫鍵自修復(fù)機(jī)理來(lái)應(yīng)用。
自修復(fù)性三要素,缺一不可:
- 修復(fù)反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力:熱、光、電、磁等;
- 鏈段運(yùn)動(dòng)能力:鏈段柔順性及高分子的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(Tg),即在驅(qū)動(dòng)力條件下,高分子能發(fā)生運(yùn)動(dòng),有形成碰撞的幾率;
- 可逆鍵合方式:非共價(jià)鍵鍵合(范德華力、氫鍵、金屬配位、主客配體、電荷作用)、共價(jià)鍵鍵合(Diels Alder反應(yīng)、雙硫鍵、酰腙、烷氧基胺、硼酸酯鍵)。
本征自愈合的機(jī)理模型
- 自愈合性能的實(shí)現(xiàn)并非通過(guò)破損位置的活性官能團(tuán)反應(yīng),而是基于氫鍵作用;
- 氫鍵作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用力,實(shí)現(xiàn)宏觀側(cè)面的破損愈合;
- 氫鍵作用源自聚氨酯樹脂內(nèi)部大量醚基團(tuán)在空氣界面形成強(qiáng)烈的羥基吸引;
- 除了醚基團(tuán)形成的羥基吸引,還需要足夠的分子鏈段運(yùn)動(dòng);
- 聚氨酯獨(dú)特的軟硬嵌段結(jié)構(gòu),軟段在常溫環(huán)境中的長(zhǎng)程運(yùn)動(dòng),確保聚合物分子鏈段的遷移;
- 分子鏈段的遷移,確保破損位置接觸后,原本分離的聚合物在軟段的遷移作用下重新“纏繞”;
- “纏繞”確保氫鍵作用引入聚合物體系中,從而實(shí)現(xiàn)宏觀自愈合;
- 硬段不存在長(zhǎng)程運(yùn)動(dòng),會(huì)限制軟段的遷移。
來(lái)源:綜合整理自第一屆車衣膜論壇上納爾、邦固化學(xué)演講資料
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(艾邦車衣膜論壇):隱形車衣涂層自修復(fù)機(jī)理解析