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Recyclingfähige und selbstheilende Polyurethanbeschichtung für den maritimen Korrosionsschutz
Ein chinesisches Forschungsteam hat eine neuartige Polyurethan-Verbundbeschichtung entwickelt, die sich durch Selbstheilung, Recyclingfähigkeit und herausragende Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Das Material könnte neue Maßstäbe im nachhaltigen maritimen Schutz setzen.
Polyurethanbeschichtungen gelten seit Langem als effektiver Schutz gegen Korrosion, doch Nachhaltigkeit und Reparaturfähigkeit standen bislang in Widerspruch zu hohen mechanischen Anforderungen. Um diese Limitierungen zu überwinden, entwickelten Forschende einen Polyurethan-Verbundfilm (PU/F‑MWCNT), der funktionalisierte Kohlenstoffnanoröhren mit photothermischer Wirkung nutzt. Durch gezielte Kombination von Disulfid-Bindungen mit geringer Bindungsenergie und Diels‑Alder‑(DA-)Bindungen mit hoher Stabilität gelang es, selbstheilende und gleichzeitig widerstandsfähige Strukturen herzustellen.
Das Ergebnis: ein flexibler, korrosionsbeständiger Film, der sich bei Schwachstellen durch Nahinfrarotlicht innerhalb von 60 Sekunden zu 90 % regeneriert. Die funktionalisierten Nanoröhren unterstützen nicht nur die photothermische Heilung, sondern verbessern auch die mechanischen Eigenschaften und Barrierewirkung entscheidend.
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Langlebiger Schutz und Wiederverwertbarkeit
Nach 30 Tagen in einer 3,5 % NaCl-Lösung zeigte der PU/F‑MWCNT-Film eine Impedanzsteigerung um drei Größenordnungen gegenüber reinen PU-Filmen, was seine außergewöhnliche elektrochemische Stabilität belegt. In Erosions- und Kavitationsversuchen reduzierte sich der Masseverlust um 49 %, im Reibungstest um 46 %. Zudem ist das Material vollständig wiederverwertbar: Nach einem Recyclingzyklus blieb die Zugfestigkeit bei 87 % der ursprünglichen Werte.
Mit dieser Kombination aus Selbstheilung, mechanischer Festigkeit und Recyclingfähigkeit eröffnet die Arbeit neue Perspektiven für nachhaltige Polyurethanbeschichtungen im maritimen Korrosionsschutz – insbesondere bei Anwendungen, die extreme Belastung und lange Standzeiten erfordern.
Quelle: Tian, W. et al. Recyclable and self-healing polyurethane composite film based on disulfide and DA bond modulation strategies for marine anticorrosion applications. Progress in Organic Coatings, Volume 209, 109550 (2025).
