Phasenwechselmaterialien in Anti-Icing-Anwendungen
Eine neuartige hybride Anti-Icing-Oberfläche kombiniert eine wässrige selbstschmierende Beschichtung mit Phasenwechselmaterialien, die eine große Menge an Energie als latente Wärme freisetzen.
Die Fähigkeit von Phasenwechselmaterialien („Phase Change Materials“, PCM), große Mengen latenter Wärme zu absorbieren und freizusetzen, hat zu großem Interesse an ihrem Einsatz in Anti-Icing-Anwendungen geführt. Die Kombination von PCMs mit anderen passiven eisabweisenden Strategien wie selbstschmierenden Beschichtungen könnte die Leistung des Vereisungsschutzes verbessern. Nun wurde eine eisabweisende Beschichtung hergestellt, indem eine elastomere Matrix, die PEG-PDMS-Copolymere enthält, mit PCM-Mikrokapseln imprägniert wurde.
Verringerung der Eisanhaftung
Der selbstschmierenden PDMS-Beschichtung wurden verschiedene Konzentrationen von Mikrokapseln und 2,5 Gew.-% hydroxylterminiertes PEG-PDMS-Copolymer zugesetzt. Die Differential-Scanning-Kalorimetrie bestätigt, dass die PCM-eingebettete Beschichtung kältere Eis-Kernbildungstemperaturen aufweist als die selbstschmierenden Beschichtungen ohne Mikrokapseln. Die Freisetzung latenter Wärme durch die PCMs bewahrt wahrscheinlich die flüssigkeitsähnliche Schicht für eine längere Zeit und verzögert die Eiskeimbildung. Dementsprechend kann sich das Vorhandensein von PCM-Mikrokapseln positiv auf die selbstschmierenden Eigenschaften der Matrix auswirken, die das PEG-PDMS-Copolymer enthält, um die Eisanhaftung weiter zu verringern, da das Vorhandensein einer flüssigkeitsähnlichen Schicht die Stärke der Eisanhaftung und die Ansammlung von Eis auf Oberflächen verringert.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 177, April 2023, veröffentlicht.