Polyurethan auf Silikonbasis für Antifouling-Beschichtungen

Silikonelastomer-Beschichtungen haben aufgrund ihrer Umweltfreundlichkeit und ihrer widerstandsreduzierenden Eigenschaften zunehmende Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Allerdings schränken die schlechten mechanischen Eigenschaften und die mangelnde Fouling-Beständigkeit ihre Anwendungen ein.

Ausgezeichnete Selbstheilungsfähigkeit

Jetzt wird über ein silikonbasiertes Polyurethan mit 2-Ureido-4[1H]-Pyrimidinon (UPy) und amphiphilen Seitenketten berichtet. Die UPy-Gruppen und das Urethan können Wasserstoffbrückenbindungen mit verschiedenen Substraten ausbilden, so dass die Beschichtung eine deutlich verbesserte Haftfestigkeit (0,9-3,0 MPa) im Vergleich zum PDMS-Elastomer (0,3-0,4 MPa) aufweist. Darüber hinaus ermöglicht die vierfache Wasserstoffbrückenbindung zwischen den UPy-Anteilen dem Polymer eine ausgezeichnete Selbstheilungsfähigkeit und hohe Elastizität. Die modifizierte polymere Beschichtung hat eine niedrige Oberflächenenergie (24 mJ m^-2) und einen niedrigen Elastizitätsmodul (1,9 MPa), so dass sie eine gute Fouling-Release-Leistung aufweist. Außerdem können die amphiphilen Seitenketten der Proteinadsorption und Adhäsion der Meeresbakterien Pseudomonas sp. und der Kieselalge Navicula incerta effektiv widerstehen.

Den Entwicklern zufolge kann das neuartige Design die Beständigkeit der Silikonbeschichtung gegen Biofouling und mechanische Kräfte verbessern und ist vielversprechend für leistungsstarke Antifouling-Beschichtungen.

Die Studie wurde veröffentlicht in Journal of Materials Chemistry B, Issue 5, 2021.