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Dienstag, 19. November 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Biobasiertes Reaktivverdünnungsmittel aus Cardanol

Dienstag, 05. November 2019

Ein UV-härtbares Monomer auf Cardanolbasis (ECGE) wurde mittels Cardanol und Epichlorhydrin präpariert. Anschließend erfolgte eine Epoxidierung der Unsättigung in den Alkyl-Seitenketten der Cardanol-Segmente.

Die Forscher präparierten ein UV-härtbares Monomer auf Cardanolbasis (ECGE). Quelle: Juri – stock.adobe.com.

Die Forscher präparierten ein UV-härtbares Monomer auf Cardanolbasis (ECGE). Quelle: Juri – stock.adobe.com.

Nachdem die chemische Struktur durch Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie und Protonenkernresonanz (1H NMR) bestätigt wurde, wurde ECGE als reaktives Verdünnungsmittel zur Copolymerisation mit rizinusölbasiertem Polyurethanacrylat (PUA) verwendet und eine Reihe von UV-härtbaren Beschichtungen hergestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Viskosität und Volumenschrumpfung des UV-härtbaren PUA-Systems nach der Einführung von Monomer auf Kardanolbasis signifikant abnahm, während die relativ hohen, bioverfügbaren Gehalte beibehalten wurden; bei einem Gehalt von 50% an ECGE erreicht der Biomassegehalt 66,2%, was dem 1,41-fachen des Reinharzes entspricht. Darüber hinaus wurden die Beschichtungseigenschaften bewertet, um Härte, Haftung, Flexibilität und Wasserbeständigkeit zu bestimmen.

Beschichtungen auf Kardanolbasis mit ausgezeichneter Haftung und Flexibilität

Die Eigenschaften von UV-härtendem Duroplast wurden auch durch Zugversuche, dynamische mechanische Thermoanalysen und thermogravimetrische Analysen untersucht. Die Beschichtungen auf Kardanolbasis zeigten eine ausgezeichnete Haftung, Flexibilität, mittlere Härte und verbesserte Kohleertrag, obwohl Zugfestigkeit, Zugmodul und Glasübergangstemperaturen etwas niedriger waren. Alle diese Leistungen sind auf die einzigartigen Architekturen von ECGE zurückzuführen, die die strukturellen Eigenschaften von starrem Benzolring und langen flexiblen Alkylketten kombiniert haben. Das UV-Aushärteverhalten wurde mittels Echtzeit-IR bestimmt, und die Ergebnisse zeigten, dass sich die Umwandlung der ungesättigten Bindung mit einer höheren Konzentration von ECGE steigerte.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Journal of Coatings Technology and Research  March 2019, Volume 16, Issue 2, pp 499–509.

Eventtipp:

Welche Biobasierten Rohstoffe es für die Lackindustrie gibt, wie diese hergestellt werden und welche Besonderheiten es dabei gibt, erfahren Teilnehmer im Seminar Biobasierte Rohstoffe am 14. November 2019 in Köln.

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