Kinetische Stabilisierung von Cellulose-Nanokristallen
Wissenschaftler beschäftigten sich in einer aktuellen Studie mit der kinetischen Stabilisierung von Cellulose-Nanokristallen in einem photohärtbaren Präpolymer zur Anwendung als Haftvermittler in UV-härtbaren Beschichtungen.
Es wurde gezeigt, dass Cellulose-Nanokristalle (CNC) bei geringer Belastung eine photohärtbare Beschichtung verstärken, was zu einer verbesserten Haftung führt. Ein Polyetherpolyol, das CNC in Belastungsgraden von bis zu 1,8 Gew.-% enthält, wurde mit 3-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat gepfropft, um es mit einer lichthärtbaren Gruppe zu funktionalisieren. In dem sich schnell bildenden Präpolymer mit hoher Viskosität wurden die Nanopartikel kinetisch stabilisiert. Photoinitiatoren und ein difunktionelles reaktives Verdünnungsmittel wurden zugesetzt, um bei Bestrahlung mit ultraviolettem (UV-)Licht optisch transparente Beschichtungen und freie Filme herzustellen.
CNC-Nanopartikel verbessern Haftfestigkeit
Dies ermöglichte die Bewertung der Auswirkungen von CNC bei niedrigen Belastungen in einer glasartigen Polymermatrix, die mittels eines Schnellhärtesystems erhalten wurde. Die Einarbeitung von CNC-Nanopartikeln in die Polymermatrix führte zu einer durchschnittlichen Verbesserung der Haftfestigkeit um 154% bei gleichzeitiger Erhöhung der Zugfestigkeit um durchschnittlich 16%. Die beschriebene Technik könnte als neuer Ansatz genutzt werden, um das Versagen von Klebstoffen in UV-härtenden Beschichtungen zu reduzieren, ohne ihre mechanische Festigkeit zu beeinträchtigen.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 129, April 2019, Pages 101-115.