Funktionalisierung von Oberflächen durch Integration von Polyalkylcyanoacrylat-Nanokapseln

Cybik, Martina

Um Oberflächen zu funktionalisieren, werden funktionelle Reagenzien in Polymer-Nanokapseln mit Durchmessern um 300 nm eingeschlossen. Diese wiederum werden in Metall- oder Lackschichten eingebunden, um Funktionalitäten wie eine lokale Schmierung oder Korrosionsschutz zu etablieren. Zwei Ansätze werden dafür angewandt: Die Funktionalisierung metallischer Oberflächen erfolgt zum einen durch Integration von Nanokapseln durch eine modifizierte Ni-Watts-Galvanik und zum anderen durch eine Dispersion, die in einen Wasserlack eingearbeitet wird. Wird die so behandelte Oberfläche beschädigt, werden die integrierten Nanokapseln zerstört. Die in die galvanische Schicht eingebrachten Kapseln setzten ihr Öl frei und erzeugen einen Schmiereffekt. Nanokapseln, die im Lack integriert werden, enthalten Korrosionsinhibitoren und selbstheilende Harze, die die Kratzer teilweise verschließen und weitere Korrosion hemmen. Dieser Effekt wird mittels Elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) erfolgreich nachgewiesen. Durch funktionalisierte Oberflächen werden diese vor Umwelteinflüssen geschützt. So können z.B. Wartungsintervalle verlängert und Reparaturkosten reduziert werden. Dies trägt nachhaltig zur Langlebigkeit der verwendeten Materialien und somit zur Schonung von Ressourcen bei.

In order to functionalize surfaces, functional reagents are enclosed into polymer nanocapsules with diameters around 300 nm. These in turn are incorporated into metallic or paint coatings to establish functionalities like local lubrication or corrosion protection. Two approaches are being applied: The functionalization of metallic surfaces is done on the one hand via integration of the nanocapsules into metallic surfaces by a modified Ni-Watts galvanic process and on the other hand by a dispersion which is incorporated in a water-based paint. If the treated surface is damaged, the integrated nanocapsules are destroyed. The capsules integrated in the galvanic layer release the oil and produce a lubricating effect. The nanocapsules which are integrated in the paint include corrosion inhibitors and selfhealing resins, which seal the scratches and partially inhibit further corrosion. The anti-corrosive function of the layer is successfully proven by electrochemical impedance spectroscopy. Functionalized surfaces can be protected against environmental conditions. It is possible e.g. to extend maintenance intervals and reduce repair costs. This makes a lasting contribution to the life time of material and saves resources.

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Cybik, Martina: Funktionalisierung von Oberflächen durch Integration von Polyalkylcyanoacrylat-Nanokapseln. 2017.

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