Umweltfreundliche Nanokomposite aus wässrigen Polyurethan-Harnstoff-Dispersionen auf Salvia-Basis
Forscher haben stabile Polyurethan-Harnstoff-Dispersionen mit kleiner Partikelgröße synthetisiert. Die Einarbeitung von Cellulose-Nanokristallen modulierte die Ordnungsfähigkeit von weichen und harten Anteilen.
Wässrige Polyurethan-Harnstoff-Dispersionen (WBPUU), die je nach verwendetem Syntheseverfahren keine oder nur geringe Gehalte an organischen Lösungsmitteln aufweisen, können geeignete umweltfreundliche Ansätze zur Herstellung neuartiger Materialien bieten. Darüber hinaus ermöglichen wässrige Systeme die Einarbeitung von wässrig dispergierbaren Nanostrukturen und löslichen Additiven, was eine Strategie zum Design vielseitiger funktioneller Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften darstellt.
Nachdem in früheren Arbeiten die bakteriostatischen Eigenschaften eines 3 Gew.-%igen WBPUU auf Salvia-Basis gegen Staphylococcus aureus, Escherichia coli und Pseudomonas aeruginosa nachgewiesen wurden, konzentriert sich eine neue Arbeit auf die Herstellung von WBPUU auf Salvia-Basis, denen Cellulose-Nanokristalle (CNC) zugesetzt wurden, um funktionelle grüne Nanokompositfilme mit verbesserten mechanischen Eigenschaften herzustellen.
Auf diese Weise wurden Nanokomposite, die mit 1, 3 und 5 Gew.-% CNC beladen waren, hergestellt, die eine effektive CNC-Inkorporation zeigten und Agglomerate vermieden. Die Zugabe von CNC kann die Segregation von weicher und harter Phase modulieren, was zu erhöhter mechanischer Steifigkeit und verbesserter Verformbarkeit führt und gleichzeitig die thermomechanische Instabilität bei höheren Temperaturen verzögert.
Die Studie wurde veröffentlicht in Progress in Organic Coatings, Volume 150, January 2021.