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Nanokeramische Beschichtung verbessert UV- und Wetterbeständigkeit von TPU-beschichteten Geweben
Eine neuartige nanokeramische Oberflächenbeschichtung auf Basis von methyltrimethoxysilan-modifiziertem Silika und ZnO-Nanopartikeln bietet verbesserte Wetterbeständigkeit und reduzierte UV-Abbauprozesse für TPU-beschichtete Nylonstoffe und verlängert deren Lebensdauer.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU)-beschichtete Nylonstoffe werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen erfordern. Langfristige UV-Strahlung und Witterungseinflüsse können jedoch ihre Leistung beeinträchtigen. Die Forscher Pooja Maurya, Neeraj Mandlekar und Mangala Joshi haben eine nanokeramische Oberflächenbeschichtung entwickelt, die die Wetter- und UV-Beständigkeit von TPU-beschichteten Geweben erheblich verbessert.
Die nanokeramische Beschichtung wurde über das Sol-Gel-Verfahren unter Verwendung von methyltrimethoxysilan-modifizierten Silika-Nanopartikeln synthetisiert, wobei unterschiedliche Konzentrationen von ZnO-Nanopartikeln in das Silika-Sol eingearbeitet wurden. Umfangreiche Charakterisierungstechniken wie Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersive Röntgenspektroskopie bestätigten die Integrität der Beschichtung und ihre morphologischen Eigenschaften.
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Verbesserte Barriere- und optische Eigenschaften
Das beschichtete Gewebe zeigte eine Reduktion der Helium-Gasdurchlässigkeitsrate (GTR) von 2,16 auf 1,1 l/m²/Tag, was auf verbesserte Barriereeigenschaften hinweist. Selbst nach 30 Tagen natürlicher Witterung blieben die GTR-Werte der beschichteten Proben deutlich niedriger als die der unbeschichteten Proben. Darüber hinaus wurde der Gelblichkeitsindex des beschichteten Gewebes von 3,498 auf 0,2 reduziert, was einen ausgezeichneten UV-Schutz und eine minimale Verschlechterung der optischen Eigenschaften zeigt.
Die morphologische Analyse ergab, dass die nanokeramische Beschichtung die Integrität der Gewebeoberfläche aufrechterhielt und nach Witterungseinflüssen nur minimale Abbauerscheinungen zeigte. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial der Beschichtung, die Lebensdauer von TPU-beschichteten Geweben in Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Haltbarkeit zu verlängern.
Quelle: Maurya, P., Mandlekar, N. & Joshi, M., Nanoceramic surface coating on thermoplastic polyurethane-coated fabric for enhanced UV and weather resistance. J. Coat. Technol. Res. 23, 297–312 (2026).
