Styrol-Acrylat-Beschichtungen als leitfähiges Substrat
In einer neuen Arbeit wurden Styrol-Acrylat-Beschichtungen (SA) mit erneuerbaren natürlichen Polymeren (Carboxymethylchitosan, CMCS) verstärkt und durch mehrfache Wasserstoffbrückenbindungen vernetzt, wodurch die mechanische Leistung verbessert und die Selbstheilungseigenschaften gestärkt wurden.
SA-Latex wurde aus Styrol (St), Butylacrylat (BA), Glycidylmethacrylat (GMA) und Acrylamid (AM) durch halbkontinuierliche Emulsionspolymerisation hergestellt. Die SA-Beschichtungen wurden nach dem Trocknen der Mischung aus SA-Latex und CMCS erhalten. Das starre Gerüst des CMCS und das durch Wasserstoffbrücken vernetzte Netzwerk verbesserten die mechanischen Eigenschaften der SA-Beschichtungen. Spannung und Dehnung stiegen von 12,3 auf 17,9 MPa und von 1765 % auf 2148 %. Die reversiblen Wasserstoffbrückenbindungen zwischen SA und CMCS bewirkten, dass die Filme eine Selbstheilungseffizienz von 68,7 % aufwiesen. Außerdem erreichte die Härte der SA-Beschichtungen 80,6.
Mögliche Anwendungen im Bereich der Sensorik
In Kombination mit der Sprühtechnik wurden leitfähige SA-Beschichtungen hergestellt, indem wässrige Dispersionen von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) auf die Oberfläche gesprüht wurden. Die Leitfähigkeit und Sensorfähigkeit der leitfähigen SA-Beschichtungen wurden mit einer elektrochemischen Workstation untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die leitfähigen SA-Beschichtungen in der Lage sind, Signale für kleinste Bewegungen zu erfassen, was potenzielle Anwendungen im Bereich der Sensorik ermöglicht.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 164, März 2022, veröffentlicht.