Herstellung von nicht fluorierten Anti-Schmutz-Oberflächen auf Wasserbasis
Ein neuartiges flüssigkeitsabweisendes Oberflächensystem wurde entwickelt, und das Benetzungsverhalten verschiedener Flüssigkeiten auf dieser Beschichtungsoberfläche untersucht.
Die neuen Oberflächen könnten für Anti-Graffiti- und Anti-Fingerabdruck-Zwecke verwendet werden. Bildquelle: byrev - Pixabay (Symbolbild)
-Bestehende Ansätze zur Herstellung von schmutzabweisenden Oberflächen beschränken sich weitestgehend auf die Verwendung von fluorierten Materialien und hochtoxischen organischen Lösungsmitteln.Glatte, nicht fluorierte schmutzabweisende Oberflächen auf Wasserbasis sind wegen ihrer hohen Unbedenklichkeit, niedrigen Kosten und Umweltfreundlichkeit sehr wünschenswert. Sie könnten auch den Herausforderungen begegnen, die sich aus den Mängeln in Bezug auf Langzeitstabilität, Haltbarkeit und Skalierbarkeit ergeben, die in den derzeitigen Beschichtungssystemen bestehen.
Bemerkenswerte chemische Abschirmfähigkeit
Wissenschaftler haben nun ein neuartiges glattes, nicht-fluoriertes Antischmutzsystem entwickelt, bei dem die hydrophilen Gruppen in zwei wasserbasierten Komponenten vernetzt werden. Die sich daraus ergebenden Oberflächen sind hochtransparent und zeigen gegenüber verschiedenen Flüssigkeiten, einschließlich Wasser, Hexadecan, Diiodmethan, Decan, Ethanol usw., eine bemerkenswerte Schmutzschutzleistung. Darüber hinaus weisen diese Oberflächen eine bemerkenswerte chemische Abschirmfähigkeit gegen Säure- und Alkalilösungen auf und schützen so die Substrate vor der Einwirkung rauer chemischer Umgebungen.
Außerdem weisen sie eine Selbstheilungsfähigkeit gegen chemische und physikalische Schäden auf. Im Vergleich zu kommerziellen fluorierten amphiphoben und superhydrophoben Oberflächen zeigen diese nicht fluorierten Oberflächen unvergleichliche Vorteile in der Anti-Schmierleistung, Pumpenöl und Rohöltröpfchen konnten von der Oberfläche abrutschen, ohne Spuren zu hinterlassen. Darüber hinaus könnten diese Oberflächen für Anti-Graffiti- und Anti-Fingerprint-Zwecke eingesetzt werden, da sie eine hervorragende Antischmierleistung gegenüber Farben auf Wasser- und Ölbasis, Tinte und Flüssigkeiten für künstliche Fingerabdrücke aufweisen.
Noch auffälliger ist, dass sie auch nach langjähriger UV-Bestrahlung und physischen Beschädigungen, wie Stößen und Kratzern, ihre schmutzabweisende Wirkung beibehalten konnten, was auf die bemerkenswerte Witterungsbeständigkeit und die hervorragende mechanische Beständigkeit dieser Beschichtungsoberflächen hinweist.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 142, May 2020 veröffentlicht.