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Samstag, 28. November 2020
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Wissenschaft & Technik, Anwendungsbereiche

Vielversprechende selbstaufbauende PTFE-Beschichtung für eine effektive Enteisung

Dienstag, 10. November 2020

Eine durch elektrostatische Anziehung herbeigeführte Selbstanordnungsmethode wurde erfolgreich für die Herstellung einer dünnen PTFE-Beschichtung eingesetzt, die ein vielversprechendes Material für eine großflächige Enteisung sein könnte.

Vereisung ist gefährlich für Flugzeuge. Bildquelle: confused_me - Pixabay (Symbolbild).

Vereisung ist gefährlich für Flugzeuge. Bildquelle: confused_me - Pixabay (Symbolbild).

Die Eisbildung ist nachteilig für die Sicherheit von Übertragungsleitungen, Flugzeugen und Gebäuden, was auch zu wirtschaftlichen Verlusten führen kann. In der Studie wurde eine dünne Polytetrafluorethylen (PTFE)-Beschichtung auf einem Aluminiumsubstrat durch elektrostatische Anziehungs-Selbstmontagetechnik hergestellt und für eine großflächige Enteisungsanwendung verwendet. Die Analyse der Scherkraft Fice zur Enteisung und der damit verbundenen Eishaftung wurde durchgeführt, während gleichzeitig die Grenzflächenzähigkeit zwischen Festkörper-Eis-Grenzflächen gemessen wurde. Darüber hinaus wurde auch die Oberflächenmorphologie und Benetzbarkeit der PTFE-beschichteten Aluminiumplatte charakterisiert.

Vielversprechendes Material für großflächige Enteisung

Es wurde beobachtet, dass die kritische Bindungslänge Lc zwischen Eis und PTFE-beschichteter Oberfläche etwa 2,85 cm beträgt. Wenn die Bindungslänge L höher als dieser Wert war, konnte die Scherkraft des sich ablösenden Eises während des ersten Enteisungszyklus konstant bei etwa 50 N bleiben. Ab dem zweiten Enteisungszyklus wurde die konstante Scherkraft auf 70 N erhöht und für mindestens zehn Zyklen konstant gehalten. In der Zwischenzeit nahmen die Oberflächenrauhigkeit und der Wasserkontaktwinkel zusammen mit dem Verlust von PTFE-Nanopartikeln während der Enteisungszyklen weiter zu.

Schließlich wurde eine Eisschicht mit der Größe von 98 cm × 96 cm×1 cm (L × B × H) auf der Oberfläche eines PTFE-beschichteten Aluminiumsubstrats erzeugt, um den Bruch und das Abfallen unter dem Gewicht des Eises zu demonstrieren.

Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Progress in Organic Coatings, Volume 147, October 2020.

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