Verbundwerkstoffe auf Polymerbasis mit Anti-Eis-Eigenschaften
Forscher haben robuste, grenzflächenfreie, superhydrophobe Verbundwerkstoffe auf Polymerbasis mit rückgewinnbaren und vereisungshemmenden Eigenschaften hergestellt.
Superhydrophobe Eigenschaften sind bei faserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen (FRPC) äußerst wichtig, um die Ansammlung von Eis und Verschmutzungen zu verhindern. Mit der traditionellen superhydrophoben Beschichtung, die mit Nanopartikeln und Klebstoffen hergestellt wird, lassen sich die unzuverlässigen Grenzflächen in der Regel nicht vermeiden. Jetzt wurden flexible, grenzflächenfreie superhydrophobe Filme hergestellt, indem eine Papiervorlage mit PTFE infundiert und anschließend gesintert wurde. Die anpassbare, selbstwachsende, hierarchische Struktur konnte durch die Kristallisation von PTFE erreicht werden, die durch die Abkühlungsrate gesteuert wurde. Durch druckunterstütztes integriertes Formen wurde der optimierte strukturierte Film, der mit einer Abkühlungsrate von 2 °C/min erhalten wurde, für FRPC mit zuverlässiger Grenzflächenbindung verwendet.
Ausgezeichnete Selbstreinigungs- und Anti-Icing-Eigenschaften
Das hergestellte superhydrophobe FRPC (SH-FRPC) konnte bei unveränderter Superhydrophobie mindestens 800 Zyklen Klebebandablösung, 200 Zyklen Schleifpapierreibung und 24,8 m/s Wasseraufprall (We = 16908) standhalten. Außerdem erlangte die abgenutzte Oberfläche ihre Superhydrophobie durch gezielte Sandpapierreibung in <10 s oder durch erneute Wärmebehandlung bei 380 °C wieder. Darüber hinaus wies das vorbereitete SH-FRPC im Vergleich zum ursprünglichen FRPC ausgezeichnete Selbstreinigungs- und Vereisungsschutzfähigkeiten auf.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 174, Januar 2023, veröffentlicht.