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Samstag, 26. September 2020
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Korrelation zwischen der physikalischen Struktur einer Epoxidfarbe und ihrer elektrochemischen Impedanzreaktion

Donnerstag, 03. September 2020

Die EIS wurde an einer kommerziellen Farbe mit hohem Feststoffgehalt auf Epoxidbasis durchgeführt, die für den Korrosionsschutz von Stahl verwendet wird. Wasseraufnahme und Weichmacherabgabe wurden durch gravimetrische Messungen nachgewiesen.

Die Studie konzentrierte sich auf eine kommerzielle Farbe auf Epoxidharzbasis mit hohem Festkörpergehalt, die für den Korrosionsschutz von Stahl verwendet wird. Bildquelle: Andrej_Malzew - Fotolia.com (Symbolbild).
Die Studie konzentrierte sich auf eine kommerzielle Farbe auf Epoxidharzbasis mit hohem Festkörpergehalt, die für den Korrosionsschutz von Stahl ve...

In der vorliegenden Arbeit wurde ein kommerzieller Lack mit hohem Festkörpergehalt auf Epoxidharzbasis, der für den Korrosionsschutz von Stahl verwendet wird, durch elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) charakterisiert. Ziel war es, den Einfluss der Wasserabsorption auf die physikalische Struktur des Anstrichs durch die Impedanzdatenanalyse zu analysieren.

Akzeptable Übereinstimmung

Zunächst wurde die Wasseraufnahme durch gravimetrische Messungen an freiliegenden Filmen als Funktion der Expositionszeit in einer 0,5 M NaCl-Lösung verfolgt. Gravimetrische Messungen zeigten einen Massenverlust in Verbindung mit der Freisetzung eines Weichmachers aus der Formulierung an. Diese Verbindung wurde in die NaCl-Lösung dosiert. Der Wasservolumenanteil wurde ebenfalls aus dem Hochfrequenzteil der Impedanzdiagramme bestimmt, wobei eine lineare Mischungsregel verwendet wurde. Die mit den beiden Methoden erhaltenen Werte des Wasseranteils waren in akzeptabler Übereinstimmung.

Die Glasübergangstemperatur (Tg) wurde durch Differential-Scanning-Kalorimetrie sowohl für die trockene Beschichtung als auch für die Beschichtung nach unterschiedlichen Eintauchzeiten in die NaCl-Lösung bestimmt. Die Verwendung des Formalismus der dielektrischen Permittivität erlaubte es, die mittleren Relaxationszeiten aus der Impedanzdatenanalyse zu erhalten. Der Realteil der elektrischen Leitfähigkeit wurde ebenfalls berücksichtigt. Die Variation dieser Parameterwerte als Funktion der Expositionszeit in der NaCl-Lösung wurde mit der Tg-Variation korreliert. Sie berücksichtigten die Plastifizierung zu Beginn des Eintauchens (Wasseraufnahme) und die Antiplastifizierung bei längeren Expositionszeiten (Weichmacherfreisetzung).

Für das untersuchte System war es möglich, aus der Impedanzspektrenanalyse Parameter zu extrahieren, die repräsentativ für die molekulare Mobilität sind, und diese mit der Modifikation der physikalischen Struktur der Beschichtung zu verknüpfen.

Die Studie wurde veröffentlicht in Progress in Organic Coatings, Volume 146, September 2020.

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