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Freitag, 14. Dezember 2018
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Hydrophobie und Selbstreinigungsleistung von wässrigen PDMS/TiO2-Nanokompositbeschichtungen

Donnerstag, 08. November 2018

Die erweiterte Hydrophobie und Selbstreinigungsleistung von wässrigen PDMS/TiO2-Nanokompositbeschichtungen unter beschleunigten Labor- und Freilandtests ist Thema einer kürzlich veröffentlichten Studie.

Die untersuchten Beschichtungen auf TiO<custom name='sub'>2</custom>-Nanopartikelbasis zeigten eine bessere Selbstreinigung im Vergleich zur TiO<custom name='sub'>2</custom>-freien PDMS-Kontrollbeschichtung. Quelle: Kateryna_Kon – stock.adobe.com.
Die untersuchten Beschichtungen auf TiO2-Nanopartikelbasis zeigten eine bessere Selbstreinigung im Vergleich zur TiO

Es wurde gezeigt, dass die Einarbeitung von TiO2-Nanopartikeln in hydrophobe Beschichtungen eine selbstreinigende Wirkung zeigen kann. Beschleunigte Labortests zeigten, dass die Schichten ihre hydrophobe Eigenschaft über einen längeren Zeitraum behalten. In einem neuen Beitrag wurden hydrophobe Polydimethylsiloxan (PDMS)/TiO2-Nanokompositbeschichtungen mit einem TiO2-Gehalt von 0-40% durch einfaches Mischen einer PDMS-Dispersion mit einer wässrigen TiO2-Nanopartikel-Dispersion hergestellt. Ihre langfristige Hydrophobie und ihr selbstreinigendes Verhalten wurden sowohl im Labor als auch im realen Außeneinsatz untersucht.

Ausgezeichnete Langzeithydrophobie bei beschleunigten Bewitterungstests

Wie erwartet, zeigten Beschichtungen auf TiO2-Nanopartikelbasis eine bessere Selbstreinigung im Vergleich zur TiO2-freien PDMS-Kontrollbeschichtung, gemessen mittels Methylenblau-Abbau-Tests. Bei beschleunigten Bewitterungstests wurde eine ausgezeichnete Langzeithydrophobie beobachtet, wenn sie die entsprechenden Mengen an TiO2-Nanopartikeln (d.h. 0-30%) enthielten. Die gleichen PDMS/TiO2-Beschichtungen zeigten jedoch keine selbstreinigende Wirkung und zeigten stattdessen eine verbesserte Schmutzaufnahmefestigkeit im Außeneinsatz. Eine anhaltende Hydrophobie wurde bei Tests im Freien für die klaren Schichten beobachtet, außer wenn die TiO2-Werte bei 40% lagen. Die Hysterese des Wasserkontaktwinkels (HWCA) für die PDMS-Kontrollbeschichtung wurde deutlich erhöht, und die Wasserabperlung ging verloren, als die Filmoberfläche Schmutz aufnahm.

Noch keine langfristige Selbstreinigungsleistung in verschmutzter Umgebung

Im Gegensatz dazu hielten die Beschichtungen auf TiO2-Basis mit entsprechenden TiO2-Werten nach der Exposition im Freien einen relativ niedrigen HWCA aufrecht, und es wurde keine Wasserschüttung an Regentagen beobachtet. Dieses Ergebnis zeigt, dass photokatalytische TiO2-Nanopartikel zwar die Hydrophobie der Beschichtung bei Außeneinsatz aufrechterhalten können, aber mit dieser Art von Beschichtung unter realen Bedingungen noch keine langfristige Selbstreinigungsleistung in verschmutzten Umgebungen erreicht wurde.

The study is published in: Journal of Coatings Technology and Research  September 2018, Volume 15, Issue 5, pp 1025–1034.

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