Antifouling-amphiphile Oberflächen aus Norbornen-basierten fluorierten Copolymeren
Eine neue Klasse von Amphiphilcopolymeren auf Norbornen-Basis kombiniert außergewöhnliche Antifouling-Eigenschaften mit mechanischer Robustheit und bietet vielseitige Einsatzmöglichkeiten in der Schifffahrt und Biomedizin.
In einer bahnbrechenden Entwicklung wurde eine Reihe von norbornenbasierten amphiphilen Copolymeren (PNPFE-PEG-x) für eine überlegene Beständigkeit gegen Verschmutzung und mechanische Leistung entwickelt. Diese Copolymere, die durch lebende Ringöffnungs-Metathese-Polymerisation (ROMP) synthetisiert werden, kombinieren norbornenbasierte fluorierte Monomere (NPFE) mit Poly(ethylenglykol) (NPEG)-Monomeren und ermöglichen durch Anpassung des NPEG-Gehalts eine präzise Steuerung von Eigenschaften wie Wasseraufnahme, Oberflächenbenetzbarkeit und mechanische Festigkeit.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen werden auf Oberflächen hauptsächlich zu dekorativen, funktionellen oder Schutzzwecken angewandt, doch in den meisten Fällen ist es eine Kombination aus all diesen. Das Buch „Funktionelle Beschichtungen“ gibt einen tiefen Einblick in neue Entwicklungen funktioneller Überzüge mit dem Fokus auf organisch-basierten Materialien. Auch hebt es die letzten Entwicklungen der verschiedenen Technologien und neuartigen Oberflächenfunktionen hervor, die Dekoration, Korrosionsschutz und Oberflächenschutz betreffen.
Beeindruckende mechanische und Antifouling-Eigenschaften von PNPFE-PEG-Copolymeren
Die resultierenden Folien weisen beeindruckende mechanische Eigenschaften auf, wie z. B. eine Zugfestigkeit von 14,36 MPa und eine Bruchdehnung von 376 % bei trockenen PNPFE-PEG-10 %-Folien. Selbst unter nassen Bedingungen behalten die Folien eine bemerkenswerte Festigkeit und Flexibilität bei, wobei PNPFE-PEG-50 %-Folien nach dem Quellen in Wasser eine Zugfestigkeit von 8,05 MPa und eine Bruchdehnung von 74,81 % aufweisen. Die Copolymere weisen außerdem hervorragende Antifouling-Eigenschaften auf, die die Proteinadsorption erheblich reduzieren, wobei PNPFE-PEG-50% die niedrigsten Proteinadsorptionswerte aufweist, was auf eine überlegene Beständigkeit gegen biologisches Fouling hinweist.
Darüber hinaus besitzen diese Copolymere Anti-Eis-Eigenschaften und bieten eine funktionale Vielseitigkeit in verschiedenen Anwendungen, einschließlich Antifouling für die Schifffahrt und biomedizinische Instrumente. Diese Entwicklung stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Schaffung langlebiger, Antifouling-Oberflächen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften dar.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 190, Mai 2024, 108361