Hybride Epoxid-SiO2/GO-Nanoblätter als Korrosionsschutzbeschichtung für Aluminium Al6061-T5 in der Luftfahrt
Forschende fanden heraus, dass die Einarbeitung von 0,5 % Graphenoxid eine signifikante Verbesserung der mechanischen und antikorrosiven Eigenschaften des hybriden Epoxidharz-SiO2-Verbundwerkstoffs bewirkt.
Die Forschung beweist, dass die optimierte Zusammensetzung des WPTUA-Dispersionssystems, insbesondere mit einem Gehalt von 16 Gew.-% TMPMP und 28 Gew.-% PETTA, zu Filmen führt, die eine hohe Härte, ausgezeichnete Wasserbeständigkeit und gute thermische Stabilität auf empfindlichen Substraten wie Papier, Kunststoff und Holz aufweisen.
Die mechanische und antikorrosive Bewertung eines hybriden Epoxidharz-SiO2 und Graphenoxid (GO) wird vorgestellt. Es wurden drei Verbundwerkstoffe mit 0 %, 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-% GO-Konzentration hergestellt. Das Hybridmaterial wurde durch das Sol-Gel-Verfahren hergestellt, bei dem die Siliziumdioxidpartikel in situ in die Epoxidharzmatrix (ER) eingebracht wurden. Zuvor wurde das ER mit Carboxylgruppen unter Verwendung von Abietinsäure funktionalisiert und als funktionalisiertes Epoxidharz bezeichnet. Die Abscheidung der drei Hybride auf Aluminium 6061-Substraten erfolgte durch Schaufelbeschichtung und Messung der Nass- und Trockenschichtdicke. Die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften umfasste Adhäsions-, Bleistiftkratzhärte- und Abriebtestmethoden, wobei die Einarbeitung von 0,5 Gew.-% GO die mechanischen Eigenschaften erheblich verbesserte.
Veranstaltungstipp: Polyurethane
Das FARBE UND LACK // Webinar am 19. Nov 2024 vermittelt Ihnen, warum Polyurethanlacke sich als hochwertige Beschichtungen etabliert haben. Sie lernen welche Polyisocyanate und welche Polyole momentan relevant sind und wie sie das Lacksystem beeinflussen. Auch die Unterschiede, die bei der Formulierung von 1K, 2K sowie wässrigen oder lösemittelhaltigen Polyurethansystemen zu beachten sind, werden vermittelt. Abgerundet wird das Programm durch die Vermittlung von Tipps zu Dual-Cure- und Hybridsystemen.
Die Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtungen wurden mit Hilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie und der beschleunigten Korrosion in einer Salzsprühkammer untersucht, wobei sich zeigte, dass GO eine Korrosionsschutzbarriere bildet, die die Lebensdauer der Beschichtungen in korrosiven Umgebungen verlängert. Die Anti-Eis-Eigenschaften wurden mit der Messung des Kontaktwinkels in Verbindung gebracht, bei der die GO-Konzentrationen ein stärkeres hydrophobes Verhalten zeigten. Alle Tests wurden gemäß den ASTM-Normen durchgeführt. Die Einarbeitung von 0,5 % GO zeigte eine signifikante Verbesserung der mechanischen und antikorrosiven Ergebnisse und verbesserte die Korrosionsbeständigkeit bis zu 500 h. Die Abriebtests hatten einen Anstieg von 35 %, die Härte bis zu 9H, und der Verschleißindex verbesserte sich um 29,14 % im Vergleich zu Verbundwerkstoffen mit 0,1 Gew.-% GO und ohne GO. Die HREF1- und HREF5-Materialien weisen dank der Einbindung von Graphenoxid eine Erhöhung des Kontaktwinkels auf. Die Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie und die Impedanzkurven zeigen ein besseres Verhalten für den HREF5-Verbundwerkstoff aufgrund der unterschiedlichen Widerstände im Laufe der Zeit.
Diese Forschungsarbeit wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Band 21, Seiten 559-574, (2024) veröffentlicht.