Selbstheilende Schutzbeschichtung mit reversiblen Doppelbindungen, ausgelöst durch photothermisch reagierende Co9S8@Bi2S3-Hohlkern-Nanofüllstoffe
Forschende fanden heraus, dass eine selbstheilende Schutzbeschichtung mit reversiblen Doppelbindungen durch photothermisch ansprechende Co9S8@Bi2S3-Nanofüllstoffe ausgelöst werden kann.
Die Forscher entwickelten eine neuartige Kompositbeschichtung mit hervorragenden Selbstheilungs- und Korrosionsschutzeigenschaften, die durch photothermisch reagierende Hohlkern-Schalen-Nanofüllstoffe aktiviert wird. Ein photothermischer Heteroübergang Co9S8@Bi2S3 wurde hergestellt und in Polyurethan mit Disulfidbindungen integriert. Es wurde festgestellt, dass der Heteroübergang die Lichtabsorptionskapazität verbessert und die Anzahl und Lebensdauer der photogenerierten Elektron-Loch-Paare erhöht hat, so dass mehr photogenerierte Ladungen durch die Heteroübergangsschnittstelle hindurchgehen, indem der Schnittstellentransferwiderstand verringert und auch Wärme freigesetzt wird. Unter 808 nm Nahinfrarot-Lichtbestrahlung kann der photothermische Effekt von Co9S8@Bi2S3 die Rekonstruktion von dynamischen Disulfidbindungen und reversiblen Wasserstoffbrückenbindungen auslösen, um gleichzeitig Kratzer in der Beschichtung zu heilen.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen.
Die Ergebnisse der Oberflächencharakterisierung und der elektrochemischen Tests zeigen, dass die Beschichtung, die 2 Gew.-% 10 % Co9S8@Bi2S3-Nanofüllstoffe enthält, ausgezeichnete Selbstheilungs- und Korrosionsschutzfähigkeiten aufweist. Die Selbstheilungseffizienz von fast 90 % wurde nach fünfmaligem Schneiden und Heilen der Beschichtung erreicht. Die Schutzleistung der anfänglichen Immersionsphase konnte nach fünfmaliger Selbstheilung um fast 100 % wiederhergestellt werden, und der Niederfrequenz-Impedanzmodul lag selbst nach 60 Tagen Immersion über 108 Ω cm2. Diese Arbeit könnte eine neue Taktik für die Entwicklung von selbstheilenden Beschichtungen mit mehreren Zyklen darstellen, die durch photothermische Effekte ausgelöst werden.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 185, Dezember 2023, 107891