Mit Polyacrylsäure modifiziertes Graphenoxid in WPU-Beschichtungen

Die Einbindung von Graphenoxid (GO) in wässrige Polyurethanbeschichtungen (WPU) birgt ein großes Potenzial zur Verbesserung der Leistung von WPU-Beschichtungen. Die homogene Dispersion von GO in der Polymermatrix stellt jedoch nach wie vor eine Herausforderung für die Anwendung von GO dar.

Ein Labor.
n der Regel ist die Viskosität einer Klebstoffmischung umso höher Bildquelle: kwanchaift - stock.adobe.com (Symbolbild)

In einer neuen Arbeit wurde das mit Polyacrylsäure modifizierte Graphenoxid (PAA-nGO) mit hoher Dispersionsstabilität in einem breiten pH-Bereich (4-11) durch eine zweistufige Amidierungsreaktion hergestellt. PAA-nGO kann gleichmäßig in WPU als bifunktionales Additiv dispergiert werden, um WPU/PAA-nGO-Beschichtungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, chemischer Beständigkeit und Abriebfestigkeit herzustellen. Die so hergestellte WPU/PAA-nGO-Beschichtung wies eine verbesserte Zugfestigkeit (18,12 MPa) und Reißfestigkeit (38,07 kN/m) auf, die um 56,1 % bzw. 51,5 % höher waren als die der reinen WPU-Beschichtung.

Verbesserte Leistung

Interessanterweise zeigte die WPU/PAA-nGO-Beschichtung eine verbesserte chemische Beständigkeit. Vor allem die Abriebfestigkeit der WPU/PAA-nGO-Beschichtung wurde erheblich verbessert, und die Massenverlustrate wurde um 77,1 % verringert. Insgesamt bietet die neue Arbeit eine potenzielle Strategie zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, der chemischen Beständigkeit und der Abriebfestigkeit von Beschichtungen auf WPU-Basis durch Einführung von PAA-nGO mit guter Dispersion und hoher Stabilität in einem breiten pH-Bereich.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 170, September 2022 veröffentlicht.

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