Bioinspirierter Korrosions- und Verschleißschutz für Stahlkonstruktionen
Forscher haben eine bioinspirierte flexible Polybenzoxazinbeschichtung hergestellt und ihre mechanische Härte und Haftfestigkeit durch biologisch gewonnene Gerbsäure verbessert.
Polybenzoxazin (PBZ) ist eine besondere Art von korrosionsbeständigem Polymer, dessen Sprödigkeit und schwache Adhäsionskraft seine Anwendung jedoch erschwert. In einer neuen Arbeit haben Forscher Etheraminmoleküle in Benzoxazinmonomere eingeführt und diese dann mit Gerbsäure (TA) copolymerisiert, um flexible PB-TA-Beschichtungssysteme zu realisieren, die einen dauerhaften Korrosions- und Verschleißschutz für Stahlstrukturen bieten sollen. Es wurde festgestellt, dass das PB-TA-Copolymer eine günstige Plastizität von bis zu 39,44 % Dehnung aufweist.
Hohe Korrosionsbeständigkeit
Gleichzeitig bietet TA mehr aktive Stellen und eine stärkere Wasserstoffbrückenbindung, wodurch die Vernetzungsdichte der PB-TA-Beschichtung erhöht wird und eine hohe Haftfestigkeit (13,57 MPa) auf dem Baustahlsubstrat erreicht wird. Weitere Experimente belegen, dass die PB-6TA-Beschichtung (mit 6 % TA-Zusatz in der PBZ) eine hohe Korrosionsbeständigkeit (>109 Ω.cm2 nach 600 Stunden Salzsprühtest) aufweist, die weit über der von Polyurethan- und Epoxidharzbeschichtungen liegt. Außerdem weist die PB-6TA-Beschichtung bei zyklischen Verschleißkorrosionstests einen höheren Reibungswiderstand auf als die ursprüngliche PBZ-Beschichtung.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 174, Januar 2023, veröffentlicht.