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Einfluss von Zink-Vorläufern auf die Leistung von ZIF-8/g-C₃N₄-Epoxidbeschichtungen
Eine neue Studie zeigt, wie Zink-Vorläufer die Partikelgröße und Grenzflächeninteraktion von ZIF-8/g-C₃N₄-Hybriden beeinflussen und dadurch die Korrosionsschutzleistung von Epoxidbeschichtungen optimieren.
Die chemische Natur von Zink-Vorläufern spielt eine entscheidende Rolle bei der Kristallisation von metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) und deren Korrosionsschutzleistung in Verbundbeschichtungen. Aktuelle Forschung zeigt, wie Zink-Vorläufer die Partikelgröße und Grenzflächenchemie von ZIF-8/g-C₃N₄-Hybriden für Epoxidbeschichtungen gezielt beeinflussen können.
Untersucht wurden vier Zink-Vorläufer (Nitrat, Acetat, Chlorid und Gluconat), die ZIF-8-Partikel mit unterschiedlichen Größen und Morphologien hervorbringen. Acetat-basierte ZIF-8-C-Partikel (∼400 nm, gleichmäßige rhombische Dodekaeder) weisen die stärkste Bindung mit g-C₃N₄ auf, wie FT-IR-Analysen und Dispersionstests zeigen. Eingebettet in eine Epoxidmatrix erzielen diese Hybride herausragende Barriereeigenschaften und behalten eine niedrige Impedanz von 1.04 × 10⁸ Ω·cm² über einen Zeitraum von 40 Tagen bei—deutlich besser als vergleichbare Beschichtungen.
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Hervorragende Haftung und Korrosionsschutz
Zusätzliche Tests bestätigen die hohe Leistungsfähigkeit der ZIF-8-C/Epoxidbeschichtungen. Nach 300 Stunden Salznebeltests und Haftungsmessungen (3.863 MPa trocken, 2.587 MPa nass) bewiesen die Beschichtungen ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und robuste Substratbindung. Diese Effekte sind auf die optimierte Partikelgröße, verbesserte Dispersion und starke Grenzflächenbindung zurückzuführen, welche Diffusionswege für Korrosionsmittel hemmen und eine effektive Selbstheilung ermöglichen.
Die Studie liefert wichtige Einblicke in die „Vorläufer-Struktur-Leistungs“-Beziehung und ebnet den Weg für die gezielte Entwicklung von MOF-basierten Verbundbeschichtungen.
Quelle: Zhang, B. et al., Unveiling the zinc precursor effect: Interfacial interaction and particle size of ZIF-8/g-C₃N₄ hybrids dictating epoxy coating performance. Progress in Organic Coatings, 109897 (2025).
