Einfluss von Zirkoniumdioxid in Polyurethan: Verbesserte Eigenschaften
Forscher berichten, dass die Zugfestigkeit, das Elastizitätsmodul, die Härte, die Abriebfestigkeit und die thermische Stabilität von PU/ZrO2-Verbundwerkstoffen mit dem ZrO2-Gehalt zunehmen.
Polyurethan (PU) auf der Basis eines umweltfreundlichen erneuerbaren Rohstoffs, nämlich hydroxyltelechelischem Naturkautschuk (HTNR), wurde in situ durch One-Shot-Polymerisation mit eingearbeitetem Zirkonium(IV)-oxid (ZrO2) hergestellt. Die Modifikation von HTNR, die Herstellung von PU sowie die Wechselwirkungen zwischen PU und ZrO2-Oberflächen wurden mit FTIR, ATR-FTIR und 1H-NMR untersucht. Außerdem wurde der optimale ZrO2-Gehalt in der PU-Matrix verwendet, um Kohlenstoffstahl zu beschichten, und die intrinsischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe wurden bestimmt.
Einfacher Beschichtungsprozess und Kosteneffizienz
Es wurde festgestellt, dass die Zugfestigkeit, der Elastizitätsmodul, die Härte, die Abriebfestigkeit und die thermische Stabilität der PU/ZrO2-Verbundwerkstoffe mit dem ZrO2-Gehalt zunahmen, insbesondere bei einem ZrO2-Gehalt von 2 Gew.-%, was auf die homogene Dispersion von ZrO2 in der PU-Matrix zurückzuführen ist. Nach der Beschichtung zeigten die PU/ZrO2-Verbundwerkstoffe eine gute Bleistifthärte, Haftfähigkeit, Glanz und Benetzbarkeit auf dem Kohlenstoffstahlsubstrat, was einen einfachen Beschichtungsprozess und Kosteneffizienz ermöglicht.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research, Volume 18, 2021, veröffentlicht.