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Dienstag, 19. November 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Einfache Herstellung neuartiger hydrophober Verbundwerkstoffe

Mittwoch, 30. Oktober 2019

Vor kurzem haben Forscher hydrophobe Verbundwerkstoffe hergestellt, indem sie physikalische Misch- und Sol-Gel-Verfahren kombinierten.

Der Wasserkontaktwinkel (WCA) der Verbundfilme nahm mit dem Copolymerisations- und Sol-Gel-Verfahren zu. Quelle: geralt / Pixabay.

Der Wasserkontaktwinkel (WCA) der Verbundfilme nahm mit dem Copolymerisations- und Sol-Gel-Verfahren zu. Quelle: geralt / Pixabay.

Neuartige hydrophobe Verbundwerkstoffe (FS-PSA/SiO2) wurden durch direktes physikalisches Mischen von fluorsiliziumhaltigen Poly(styrolacrylat)latexen (FS-PSA) mit kolloidalem Siliziumdioxid hergestellt. Sol-Gel-Prozesse wurden zwischen Siliziumdioxidpartikeln und Silanolgruppen auf der Oberfläche von Poly(styrol-Acrylat)-Latexen durchgeführt, um die Rauhigkeit und Hydrophobie der Verbundfilme zu verbessern. TEM-Fotos zeigten, dass FS-PSA-Latexe eine klare Kern-Hülle-Struktur aufweisen. Die intermolekulare Wasserstoffbindung garantierte eine gleichmäßige Dispersion der Siliziumdioxidpartikel. Die durchschnittlichen Durchmesserdaten zeigten, dass der Copolymerisations- und Sol-Gel-Prozess den durchschnittlichen Durchmesser der Verbundlatexe erhöht hatte.

Rauere Verbundfilme durch Sol-Gel-Prozesse

FTIR- und XPS-Spektren bestätigten, dass zwei Arten von Si-O-Bindungen in den Verbundfilmen vorhanden waren, von denen eine mit den Si-O-Gruppen von kolloidalem Siliziumdioxid verwandt war, während die andere mit den Si-O-Si-Gruppen verwandt war, die aus den Sol-Gel-Prozessen gewonnen worden waren. REM- und AFM-Aufnahmen zeigten, dass die Sol-Gel-Prozesse die Rauheit der Verbundfilme erhöht hatten. Der Wasserkontaktwinkel (WCA) der Verbundfilme nahm mit dem Copolymerisations- und Sol-Gel-Verfahren zu. Die Kurven der Thermogravimetrischen Analyse (TGA) zeigten, dass die FS-PSA/SiO2-Verbundfilme eine wesentlich bessere thermische Stabilität aufweisen als die PSA- und FS-PSA-Filme.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Journal of Coatings Technology and Research  September 2019, Volume 16, Issue 5, pp 1243–1252.

Bildquelle: Pixabay

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