Neuartige amphiphile selbstheilende Beschichtungen
Forscher haben eine selbstheilende Antifouling-Beschichtung mit hervorragender mechanischer Festigkeit in einem einfachen „Ein-Schritt“-Verfahren hergestellt.
Eine Reihe gut geeigneter amphiphiler Blockcopolymere aus Polydimethylsiloxan und Poly(2-(dimethylamino)ethylmethacrylat) (PDMS-PDMAEMA), die durch radikalische Atomtransferpolymerisation synthetisiert wurden, wurde in das selbstheilende Polyurethansystem auf Polydimethylsiloxanbasis (PDMS-PU) eingebracht, das während der Verfestigung weiter zwitterionisiert wurde. Die aus den zwitterionischen Segmenten resultierende leichte Quellung förderte die Kontaktschmelzrate der mechanisch beschädigten Teile, was die Selbstheilungsfähigkeit der resultierenden Beschichtung unter Wasser verbesserte. Die PDMS-Segmente sowohl im amphiphilen Polymer als auch im PU waren miteinander verflochten und bildeten ein halbdurchlässiges Netzwerk, während die zwitterionischen Segmente nach außen wanderten, wenn sie unter Wasser getaucht wurden, wodurch eine Mikrophasentrennungsstruktur für die Antifouling-Beschichtung erzielt wurde.
Wirksames Antifouling
Qualitative und quantitative Tests haben gezeigt, dass die Beschichtung der Adhäsion von Proteinen und marinen Mikroorganismen deutlich widerstehen kann. Darüber hinaus verbesserte das organisch modifizierte Montmorillonit (MMT) die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung durch Koordinationsbindungen, da die Bruchfestigkeit der resultierenden Beschichtung im Vergleich zur ursprünglichen PU-Beschichtung um 50 % erhöht wurde. Den Forschern zufolge haben sie ein inhärentes Problem bei selbstheilenden Antifouling-Beschichtungen unter Wasser gelöst, nämlich die Erzielung von Selbstheilungseigenschaften ohne Verlust der mechanischen Eigenschaften, was als Anregung für die Forschung und Entwicklung neuartiger selbstheilender Antifouling-Beschichtungen dienen kann.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 175, Februar 2023, veröffentlicht.