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Polyaspartic ester polyurea-TiO₂-Kompositbeschichtungen für UV-Schutz von Windturbinenblättern
Eine neue Studie zeigt, dass TiO₂-Nanopartikel in Polyaspartic ester polyurea-Matrizen UV-Schutz bieten können. Die Ergebnisse eröffnen kosteneffiziente Möglichkeiten für die Haltbarkeit von Windturbinenblättern.
Polyaspartic ester polyurea (PAEPU) ist bekannt für seine hohe Haltbarkeit, zeigt jedoch begrenzte UV-A-Beständigkeit. Die aktuelle Forschung nutzt handelsübliche TiO₂-Nanopartikel, um die UV-Stabilität zu verbessern und potenzielle Anwendungen für die Vorderkante von Windturbinenblättern zu erschließen.
Die Studie zeigt, dass TiO₂-Nanopartikel ohne Modifikation gleichmäßig in PAE-Matrizen dispergiert werden können. Die optischen Eigenschaften der Spin-beschichteten PAEPU/TiO₂-Kompositfilme zeigen eine deutliche UV-Blockierung bei TiO₂-Konzentrationen unter 0,3 Gew.-%. Ab Konzentrationen von 0,5 Gew.-% tritt eine Transparenz-zu-Transluzenz-Übergang auf, der durch Mehrfachstreuung verursacht wird.
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Optimale TiO₂-Konzentration für UV-Schutz
Beschichtungen mit 0,1 Gew.-% TiO₂ zeigen in beschleunigten Wettertests die niedrigsten ΔE-Werte im Vergleich zu höheren TiO₂-Konzentrationen oder reinen PAEPU-Filmen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine geringe TiO₂-Beladung in PAE-Matrizen ohne aufwendige Oberflächenmodifizierung ausreicht, um den UV-Schutz zu verbessern.
Diese kosteneffiziente Methode könnte eine nachhaltige Lösung für die Verlängerung der Lebensdauer von Windturbinenblättern bieten und gleichzeitig die Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit erfüllen.
Quelle: Ölçer, Y.A. et al., Polyaspartic ester polyurea-TiO₂ nanocomposite coatings for UV protection of leading edge of wind turbine blades. Progress in Organic Coatings, 109887 (2025).
