Diffusionszelluntersuchungen zum sauren Abbau von organischen Beschichtungen

Schützende organische Beschichtungen wirken, indem sie den Kontakt zwischen einer aggressiven Umgebung und einem empfindlichen Substrat verhindern. Die hohe erforderliche Lebensdauer einer Barrierebeschichtung stellt jedoch eine Herausforderung dar, wenn es darum geht, die Beschichtungsleistung zu bewerten. Diffusionszellen können als Werkzeug zur Abschätzung der Barriereeigenschaften und der Lebensdauer von Beschichtungen eingesetzt werden. In einer neuen Arbeit wurde eine Diffusionszellenanordnung entworfen, konstruiert und mit früheren Designs verglichen, wobei die Einfachheit der wichtigste Designparameter war.

Entwicklung eines mathematischen Modells

Die Diffusion von Schwefelsäure durch fünf verschiedene Beschichtungen wurde mit einer Batterie von Zellen überwacht, und ein mathematisches Modell wurde entwickelt, um die experimentellen Daten zu simulieren und Diffusionsmechanismen zu untersuchen. Die Diffusionszellen ermöglichten eine objektive und schnelle Analyse der Eigenschaften der Beschichtungsbarriere. Es wurde festgestellt, dass Schwefelsäure diese Eigenschaften verschlechtert, wenn sie durch die Schichten diffundiert.

Beschichtung auf Vinylesterbasis am wirksamsten

Dies drückte sich auch in den Modellierungsergebnissen aus, wo eine dreistufige Zeitabhängigkeit des Diffusionskoeffizienten erforderlich war, um sowohl die saure Durchbruchzeit als auch den nachfolgenden stationären Fluss zu simulieren. Eine Beschichtung auf Vinylesterbasis erwies sich als die effektivste Barriere gegen die Diffusion von Schwefelsäure, gefolgt von einer Polyurethanbeschichtung. Aminvernetzte novolakale Epoxide boten den am wenigsten wirksamen Schutz.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Journal of Coatings Technology and Research November 2018, Volume 15, Issue 6, pp 1201–1215.

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