Chemische Vernetzung bei Polyurea-Spritzbeschichtungen
In einer vor kurzem veröffentlichten Arbeit zeigen Wissenschaftler die Wirkung der chemischen Vernetzung auf die mechanischen, thermischen und strukturellen Eigenschaften von sprühbeschichtetem Polyharnstoff.
Unter den vielen erwünschten Eigenschaften von Polymerbeschichtungen sind vor allem die einfache Verarbeitung, die schnelle Aushärtung, die Klebeeigenschaften und die hervorragenden mechanischen Eigenschaften hervorzuheben. In diesem Zusammenhang finden sprühbeschichtete Polyharnstoffe zunehmend Anwendung in Nischenbereichen, die sonst eine große Herausforderung für die traditionellen Beschichtungschemikalien darstellen.
Variation des Vernetzeranteils
Als Reaktionspartner wurde ein langkettiges trifunktionelles Amin in die Harzmischung eingebracht, wobei der Vernetzeranteil von 0 bis 3,5 mol% variiert wurde (Vernetzungsdichte 28-180 mol/m3, affines Netzwerkmodell). Die mechanischen Eigenschaften von sprühbeschichteten Polyharnstoff-Folien wurden sowohl unter quasistatischen als auch unter dynamischen Bedingungen bestimmt. Physikalisch vernetzte Polyharnstoffbeschichtungen (ohne chemische Vernetzung) zeigten eine Zugfestigkeit ∼ 7,4 ± 0,7 MPa und eine Dehnung von 121 ± 3,7%.
Verbesserung der charakteristischen Eigenschaften
Die Einführung des langkettigen Amins führte zu einer Verbesserung dieser charakteristischen Eigenschaften bis zu einer Maxima von 2,2 mol%, woraufhin sowohl die Festigkeit als auch die Dehnung abnahmen. Die chemische Vernetzung führte zu einer Einschränkung der Segmentbewegungen, die sich in einer erhöhten Glasübergangstemperatur widerspiegeln, wie die dynamische mechanische Analyse und die Differential-Scanning-Kalorimetrie zeigen. Auch die chemische Beständigkeit von Polyharnstoff hat sich durch die Vernetzung deutlich verbessert, was sich in einem geringeren Quellverhältnis in verschiedenen organischen Medien niederschlägt.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 123, October 2018, Pages 201-208.
Bildquelle: Pixabay