Selbstheilende Polyurethanbeschichtungen auf Wasserbasis mit hoher Festigkeit
Wissenschaftler haben gleichzeitig selbstheilende und photolumineszierende wässrige Polyurethanbeschichtungen entwickelt, die auf doppelten dynamischen Bindungen basieren.
Wässrige Polyurethanbeschichtungen, die sich durch hervorragende Transparenz, Lösungsmittelbeständigkeit und Härte auszeichnen, sind in der Möbel-, Leder- und anderen Industrien weit verbreitet. Wässrige Polyurethanbeschichtungen können jedoch bei langfristiger Verwendung unweigerlich beschädigt werden. Daher ist es von großer Bedeutung, selbstheilende wässrige Polyurethanbeschichtungen mit hoher Festigkeit und anderen neuen Funktionen herzustellen.
In einer aktuellen Arbeit wurde auf einfache Weise eine Klasse von wässrigen Polyurethanen vom Carboxyltyp (CWPU) hergestellt. Im Mittelpunkt der Arbeit steht die Verwendung von Polymin (PEI), dessen Molekülstruktur aus primärem Amin und sekundärem Amin ionische Bindungen und Wasserstoffbrückenbindungen mit CWPU bilden kann. PEI kann als Vernetzungsmittel eingesetzt werden, um vernetzte CWPU (WPUs) herzustellen. Die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung von WPUs können 17,12 MPa und 512,25 % erreichen. Nach einer 24-stündigen Selbstheilung bei 30 °C erreichen die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung der WPUs 3,26 MPa bzw. 450,94 %. Wichtig ist, dass diese synthetisierten WPUs nicht nur hervorragende mechanische Eigenschaften haben, sondern auch eine ausgezeichnete Selbstheilungsleistung aufweisen.
Verlängerte Lebensdauer und Anwendung
Was die Beschichtungen betrifft, so liegt die Durchlässigkeit für sichtbares Licht bei den hergestellten WPU-Beschichtungen bei über 75 %, was auf hervorragende optische Eigenschaften hinweist. Vor allem die Aufnahme von Kohlenstoff-Quantenpunkten (CQs) verleiht den hergestellten WPUs eine deutliche Photolumineszenzleistung. Die oben erwähnten Funktionen der Selbstheilung und der Photolumineszenz haben die Lebensdauer und die Anwendung von WPU-Beschichtungen erweitert. Es wird erwartet, dass diese Art von Beschichtungen in Plexiglas-Schutzbeschichtungen, Leuchtdioden, Straßenschildern, optischen Fälschungssicherungen und anderen Bereichen eingesetzt werden können.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 159, Oktober 2021, veröffentlicht.