Verbesserte Leistung von Polymerbeschichtungen auf Wasserbasis
Forscher haben eine reversible Iminvernetzung in selbstheilenden Polymerbeschichtungen auf Wasserbasis vorgeschlagen.
Wässrige Polymerbeschichtungen haben das Potenzial, die mit lösungsmittelbasierten Systemen verbundenen Umweltprobleme zu lösen. Um ihre Leistung zu verbessern, ohne flüchtige organische Verbindungen zu verwenden, schlagen die Forscher nun einen neuen Ansatz vor, der auf einer rekonfigurierbaren kovalenten Vernetzung beruht, die für mechanische Widerstandsfähigkeit und selbstheilende Eigenschaften sorgt. Die neuen wässrigen Polymerbeschichtungen basieren auf Mischungen von Aldehyd- und Amin-funktionalisierten Polymer-Nanopartikeln (PNP), die sich die Reversibilität von Iminbindungen in Gegenwart von Wasser zunutze machen. Durch den Einbau verschiedener funktioneller Monomere (10 % bis 40 %) konnten die Forscher ein Gleichgewicht zwischen Vernetzung und Interdiffusion während der Filmbildung herstellen, um mechanisch robuste und lösungsmittelbeständige Filme zu erhalten.
Mechanisch robuste wässrige Polymerbeschichtungen
Eine eindeutige Struktur-Eigenschafts-Beziehung wurde durch die Verfolgung der Bildung von Wasser infolge der Amin-Aldehyd-Kondensationsvernetzung, gemessen durch Differential-Scanning-Kalorimetrie, festgestellt. Die resultierenden Polymerbeschichtungen zeigen darüber hinaus selbstheilende Eigenschaften bei Raumtemperatur, die mit Restwassermengen ausgelöst werden und sich durch hohe Wiederherstellungsraten der mechanischen Eigenschaften auszeichnen. Den Forschern zufolge bieten die mechanisch robusten wässrigen Polymerbeschichtungen auf der Grundlage der reversiblen Iminvernetzung, die unter milden Bedingungen selbstheilend sind, hervorragende Aussichten für die Anwendung in intelligenten Beschichtungsmaterialien.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 180, Juli 2023, veröffentlicht.
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