Kentsel altyapının hızlı genişlemesi, modern şehir estetik ve işlevselliğin kalbinde polimer yüzeylere yerleştirilmiştir. Translucent otobüs barınak kanopları ve renkli oyun alanı yüksek hacimli bina tıkanıklığı ve dijital işaretleme, polimerler tasarım esnekliği sunar, hafif ağırlık ve maliyet verimliliği sağlar, ancak bu aynı yüzeyler şehir kirleticileri üzerinde bir araya gelir - dizel egzoz yağları, asit yağmuru, hava yoluyla yağ, mikropüresel koloniler ve en visibly, grafiti.
Antigrefiti Katkılarının Mechanismlerini Anlamak
Antigresyon katkılarının nasıl çalıştığını takdir etmek için, bir tanesi ilk önce polimer yüzeyindeki adhesion fiziği incelemek gerekir. Graffiti inks, sprey boyalar ve kalıcı işaretler mekanik interlokasyon ve kimyasal bağlara güvenir - hidrojen bağlar, van der Waals kuvvetleri ve bazı durumlarda, kovalent etkileşimleri - substrat ile.
Yüzey Enerji Modification
Bir polimerin yüzey enerjisini azaltarak, katkı maddeleri düşük bir temizleme bariyeri yaratır. Yüzey enerjisi sıvının yüzey geriliminden daha düşük olduğunda, sıvı şarkıtılmayı tercih eder.Bu etki, su ve 0.10 yağları için ölçümsel olarak ölçülmelidir - yüzeysel boyaların temeli ıslak veya sert baskı ile kaldırılabilir.
Sacrificial vs. Sürekli Koruma
Antigrefiti katkı maddeleri iki geniş kategoriye girer:
- [FONT=0]Permanent katkı maddeleri[[Dönetici: 1) Kimyasal olarak polimer matrixe (örneğin, fluoropolimers, silikon destekli kopolimerler) bağlı olarak, mekanik olarak abraded olmadıkça, parçasının yaşamı için sürekli koruma sağlar.
- [FONT:0]Sacrificial kaplamalar[[Dönetici: 1 ) - Ayrı bir tabaka olarak uygulanır (örneğin, daha düşük maliyetli veya polisaccharide filmleri ile bir araya gelmek için üst üste bir eklenme ile birlikte yapılır.
Antigrefiti Katkılarının Anahtar Türleri
Doğru katkıyı seçmek temel polimere bağlıdır, beklenen kirletici yük, temizlik protokollerine ve düzenleyici kısıtlamalara bağlıdır. Ticari polimer formülasyonlarında kullanılan üç baskın sınıf:
Silikon Temelleri Katkıları
Silikon Türevleri - genellikle poliditilsiloxane (PDMS) veya silo kopolimerleri - işlem sırasında polimer yüzeye geçilir, düşük enerjili bir film oluştururlar. Hidrofobik davranışları ve birçok mühendislik termoplastikleri ile uyumlu olurlar, birincil sınırlamaları artarken, yüksek oranda petrol bazlı graffiti (örneğin, enamel boyalar) hala yüzeyi azaltırlar.
Fluoropolimer Katkıları
Fluoropolimer katkı maddeleri - perfluorooctanoic asit (PFOA)-profeksiyonlar gibi özgür alternatifler (PFPE) - en düşük yüzey enerjilerini temin edilebilir ( ⁇ 10-15 mN/m) Her iki aşırı hidrofobi ve oligarşizmye göre, bu da yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek oranda yüksek oranda yüksek oranda.
Nanoadditives ve Hybrid Systems
Nanoteknoloji, birden fazla koruyucu mekanizmayı birleştiren katkılarını tanıttı:
- [FONT:0)Titanium dioksit (TiO2) ve çinko oksit (ZnO) nanopartiküller[Dönetici:0) - UV ışığı altında fotocatatik kendi temizleme özellikleri sağlayın, organik kirleticiler kırılırken, aynı zamanda bir polimer matrixte gömülürken, hidrofobikliği artırmak için bir nano ölçekli kabarık oluştururlar.
- [Adım:0)Silica (SiO2) nanopartiküller[[Dön 1: 1) - genellikle yüzey enerjilerini daha düşük bir yüzey enerjisine silüleler.
- [FONT:0)Clay-polimer nanokompositler[DÜT:1) - Exfoliated montmorilloni kis, çözücü taşıyıcı taşıyıcıların (örneğin, xylene, acetone) absorpsiyonunu yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş.
Hibrit formülasyonlar silikon ve fluoropolimer kimyagerleri bir araya getiriyor veya sakrificial balmumular kalıcı nano dolumlayıcılarla karıştırıyor, örneğin, 100 temizlik döngüsünden sonra yayınlanan bir çalışma.Progress in Organic Kaplamas Science)Direct).
Graffiti Direnişinin Ötesinde Teknik Faydaları
Antigrefiti katkılarından sunulan koruma, yüzey enerjisini azaltır ve bariyer özelliklerini geliştirirler, bu katkı maddeleri de bundan kalkan polimerleri kullanır:
- [FONT:0]Acid yağmuru ve hava yoluyla sulphur bileşikleri[[DÜT:1) - Kimyasal asit ve pkarbonat gibi yüzeyler asit depozisyondan kimyasal saldırıya karşı hassastır. Düşük enerji tabakası asit damlacıklarının iletişim süresini azaltır, minimi ve crazing.
- [FONT:0)Diesel egzoz ve soot adhesion[[Dönetici: 1) Kentsel katılımcı madde, özellikle karbon siyah, yüksek enerjili polimer yüzeylere güçlü bir şekilde bağlı olma eğilimindedir. Oleophobic katkı maddeleri, ışık taşıma veya kolayca silinmelerine izin verir.
- [FONT:0)Mikrobial fouling[Dönetici: 1 ) - Bazı silikon bazlı katkı maddeleri (örneğin, Quaternary ammonium-faksiyonlu silolar) doğal antimik aktivite sağlar, kalıp ve algal lekelerini gölgeli bina bileşenleri üzerinde yaygındır. AurFLT:2).
- [FONT=0)UV-indüklenen bozulma[[DÜT 1: 1) - Bazı nano-TiO2 katkı maddeleri UV absorberleri olarak hareket eder, foto-oxidasyonunu yavaşlatır.Bir mayın ışığı stabilize edenlerle birleştirildiğinde, polimerin dış hizmet ömrünü uzatırlar.
Bütünleme Yöntemleri ve Polimer Uyumluluk
Melt,
Enjeksiyonlar ve ekstrüksiyon parçaları için (sign-age çerçeveleri, cladding paneller, oturma), antigresyon katkı maddeleri genellikle betonlaşmış ustabatlar olarak sağlanır. Katkı% 1-5 wt%) bir taşıyıcı reçine ile uyumludur.[60][P)[tr|parlak/tr|parlaklar, sssiyonel)[Telt)[Telt=0)[tr|parçalar ve/tr)[tr|parlaklar (p)[Telt)[Telt:2)
Sıvı Kaplamalara Eklem
Alana uygulanabilir veya post-manufact-ure tedavileri (örneğin, mevcut otobüs durakları veya bina panelleri üzerinde püskürtüldü), katkı maddeleri, yüksek şeffaflık gerekli olan kaplamalar haline gelir.
Yüzey Grafting
Gelişen plazmaassisted gresyon teknikleri, yüksek performanslı otomotiv kesme gibi yüksek değerli parçalar için doğrudan polimer yüzeye kadar fluorinated monomers ile sınırlıdır.Bu yöntem minimum optik değişimin gerekli olduğu yüksek değerli parçalar için uygundur. ancak, büyük ölçekli üretim için pahalı kalır ve şu anda yüksek uçlu otomotiv kesimleri gibi niş uygulamalarla sınırlıdır.
Kentsel Uygulamalar ve Gerçek Dünya Performansı
Transit Altyapı
Otobüs durağında ve tren istasyonlarında polikarbonat kanopları ve akrilik bilgi panelleri, grafiti ve kirliliği lekeleme için başlıca hedeflerdir.The Transport tasks in major Cities, Singapur ve New York, yeni yüklemeler için frekansları belirtmiş, iş ve kimyasal maliyetlerde yılda tahmini 120 dolar tasarruf etti.
Bina Facades
Cam-bozun, modern yüksek katlı cephelerde kullanılan cam-yapıtları genellikle anti-graffiti nanocoatings ile tedavi edilir.TheurFLT:0)Bir Dünya Ticaret Merkezi) lobi, örneğin, polivinyl flore (PVF) filmlerinde kalıcı flomer katkılarını içerir, ancak bitirmek olmadan yumuşak bir deterjan ve yumuşak bir bez ile kaldırıldı.
Oyun alanı
Oyun kaydırakları, büyük üreticiler tarafından kullanılan bilgisayar destekli formülasyonlar ([Döneticileri[PE) ve poliamid (PA) kalıcı işaretleri önlemek için silikon bazlı katkılarını içerir. 20 ortak grafitiler uygulanır ve kuru bir bezle bir saat sonra silinir - geri kalan yok.
Signage ve Digital Displays
Açık dijital işaret konutlar ve statik billboard çerçeveleri sık sık yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Ekonomik ve Yaşam döngüsü
Antigrefiti katkılarını dahil etmek için ön maliyet genellikle standart polimer notlarını kullanmaktan 10–25 daha yüksektir. Ancak, tam bir yaşam döngüsü maliyet analizi genellikle katkılarını destekler: Anahtar faktörler:
- [FONT:0)Redüklenmiş temizlik frekansı[[[Dönetici: 1 ) - Haftalıkden aylık veya çeyrekten itibaren, iş, kimyasalları ve su tüketimini kesmek.
- [FONT=0) Düşük onarım/yerleştirme maliyetleri) - Son 2-3 kez daha temizleyiciler tarafından çizilmeyen yüzeyler.
- [FONT:0)Öyle alınan resale/rental değer[Dönetici: 1) Ticari özellikler için, grafitsiz dışlama oranları ve 5-10% primleri ile bağlantılıdır.
- [FONT:0]Brand koruma[[DÜDÜT:1) - transit kurumlar ve belediye hükümetleri için, tutarlı temiz estetikler kamu algısını geliştirir.
Ulusal Kooperatif Oto Araştırma Programı) tarafından yapılan bir analiz (NCHRP Synthesis 396), polimer bazlı barınakların antigresyon katkılarıyla 18 ay boyunca geri ödeme süresine ulaşmasının 10 yıllık bir süre boyunca olumlu olduğunu tahmin etti.
Çevre, Sağlık ve Düzenlemeler
Antigresyon katkı maddeleri yaygın hale gelirken, çevresel ve sağlık scrutiny genişletildi. Anahtar endişeler ve mevcut mitigations şunları içerir:
Fluoropolimer Persistence
Uzun zincirli fluoropolimerler (örneğin, C8) biyoakcumulatiftir ve küresel olarak fazlandırılmıştır. Modern alternatifler C4-C6 fluorinated kimyagerler veya tamamen non-fluorinated seçenekleri, ultra yüksek moleküler ağırlık silikon ve poli(2-hidrojenithyl methacrylate) ( CoolMA) [FONTD)
VOC Emisyonlar ve İşer Güvenlik
Sıvı kaplamalar uygulama sırasında uçucu organik bileşikleri (VOCs) serbest bırakabilir. Su bazlı ve çözücüsüz formülasyonlar şimdi Avrupa'daki yeni anti-gresyon kaplamalarının% 60'ını (Avrupa Kaplamalar Dergisi'nden) tamamen erimiş olan DNA'dan elde etmek için.
Leaching ve Groundwater Contamination
Silikon ve fluoropolimer masterbatches üzerinde çalışmalar, uygun şekilde ayarlanmamışsa, ürüne özgü encaplara bağlı olarak (örneğin nanoparçacıklar üzerinde) bu riski hafifletebilir.
Meydanlar ve Devamlı Araştırma
Açık avantajlarına rağmen, antigresyon katkı maddeleri teknik engellerle karşı karşıya kalır:
- [FONT:0] İmkansızlığın altında [DÜDÜT:1] - Frequent ayak trafiği, temizlik fırçaları ve hava yoluyla kum, koruyucu tabakasını giyebilir. Araştırmacılar, mikro-damage sonrası düşük enerji yüzeyi yeniden şekillendiren kendi kendine özgü polimerleri keşfederler.
- [FONT:0) Diğer katkılarla kıyaslanabilirlik[[DÜDÜ: 1) Alevileri, UV stabilizatörler ve renkliler katkılarla müdahale edebilir.
- [FONT:0]Oil bazlı ve epoxy boyaları[[Dönetici: 1) Modern grafiti yüksek çözünürlükte boyalar ve hala düşük enerji yüzeylere bağlayabilecek iki bölüm epoxies zaman içinde odaklanır.
Avrupa Birliği, tek bir biyo bazlı katkı sistemi gibi finanse edilen projelere destek verdi. Erken sonuçlar chitosan-silica nanokompositler, anti-faz, antimik olmayan yüzeylerle tamamen biyomalzeme verimliliğini % 85 oranında oranında granülasyona maruz bırakıyor.
Future: Smart ve Sürdürülebilir Çözümler
İleriye bakıldığında, bir sonraki antigresyon katkılarının nesli muhtemelen içerecektir:
- [FONT:0]Fotoğrafcatalytic katkılar[[Dönemli: 1) - Organik kirleticileri sürekli olarak parçalayarak görünür ışık altında etkinleştiren TiO2'yi sıfır el müdahalesiyle temiz tutar.
- [FONT:0) Kromojenik cevaplar[[Dönetici:0)[Dönetici)[Dönetici) uygulanırken renk değiştiren polimerler, uyarı tesisleri yöneticileri veya halkın, kurutmadan önce hızlı temizlik sağlar.
- [FONT:0]Bio- bazlı katkı maddeleri[[DÜT:1) - Polyhidrxyalkanoates (PHA) ve hücreli nanokristaller (CNC) yenilenebilir, komiser katmanlar oluşturmak için yağ asitleriyle işlevselleştirilmiş.
- [FONT:0)IoTintegrated sensörler) - grafiti uygulamayı tespit eden ve otomatik olarak bakım ekiplerine uyarılar gönderen iletken polimer tabakaları.
Bu yenilikler, şehir kirliliğini polimer yüzeylere daha da azaltacak, hizmet hayatını uzatacak ve kamusal alanları temiz ve davet edecek.Dünya çapında vandalizm ve çevresel bozulmanın ikiz zorluklarınla karşı karşıya kalacak, antigresyon katkıları pratik, ekonomik ses ve giderek daha sürdürülebilir bir malzeme bilimi unsuru olarak öne çıkacak.