Selbstheilende Mikrokapseln für Polymerbeschichtungen auf Raumfahrzeugen
Forscher haben UV-gesteuerte selbstheilende SiO2/PDA-Hybrid-Mikrokapseln mit erhöhter UV-Abschirmung und verbesserter Kompatibilität für Epoxidharzbeschichtungen entwickelt.
Durch UV-Strahlung aktivierte Selbstheilungsmaterialien aus Mikrokapseln haben ein erhebliches Potenzial für die wirksame Reparatur von Mikrorissen und die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Polymerbeschichtungen auf Raumfahrzeugen, da die UV-Strahlung im Weltraum sehr stark ist. Leider kann UV-Licht auch zu einer unerwünschten Aushärtung des Reparaturmittels in den Mikrokapseln vor der Selbstreparatur führen, so dass das Heilmittel versagt.
Große Fähigkeit zur Selbstreparatur
Die Wissenschaftler haben daher UV-aktivierte selbstheilende SiO2/Polydopamin (PDA)-Hybrid-Mikrokapseln mit verbesserter UV-Abschirmung und Kompatibilität für Epoxidharzbeschichtungen entwickelt. Die Mikrokapseln enthalten einen flüssigen Kern aus gemischtem Epoxidharz (E-51 und A1815) und UV-Initiator (PI6992) sowie eine neuartige UV-abschirmende SiO2/PDA-Hybridhülle mit gleichmäßiger Einbettung einer ultradünnen PDA-Schicht in die mesoporöse SiO2-Struktur der Hülle. Als UV-Absorber verleiht PDA den SiO2/PDA-Hybrid-Mikrokapseln eine UV-abschirmende Hybridhülle und schützt das Kernmaterial vor unerwünschtem UV-härtendem Verhalten, bevor es sich im Weltraum mit reichlich UV-Strahlung selbst repariert.
Die Epoxidbeschichtungen mit SiO2/PDA-Mikrokapseln, die 192 Stunden lang unter UV-Bestrahlung gealtert wurden, bewahrten eine hohe Selbstreparaturfähigkeit, was auf die verbesserte UV-Abschirmung und Kompatibilität zurückgeführt wurde.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 163, Februar 2022, veröffentlicht.