Ny farvet belægningsoverflade for overlegen rustbestandighed

Polymerkemikere ved Nagoya Institute of Technology i Japan opfandt en enkel belægningsproces til farvning af metaller, hvilket fører til højere ydelse og energibesparelser. Metoden indebærer en kemisk ændring af ikke-ioniske polymerer og nanoteknologi.

Elektroforetisk aflejring er en standard industriel metode til belægning af materiale og bruges især til rustforebyggelse. Nuværende metoder, imidlertid, kræver en kompleks og dyr proces med tre belægningstrin, tilføje omkostninger og tid. Professor Akinori Takasu og hans team rapporterer om nye ikke-ioniske polymerer, der kan bruges med elektroforetisk aflejring, forenkle belægningen til kun et trin og reducerer energibehovet markant.

Nøglen til opdagelsen var tilføjelsen af ​​en specifik kemisk gruppe til det ikke-ioniske polymermolekyle.

"Det blev ved et uheld fundet i et projekt, der designede et nyt materiale til tandimplantater. Når en ikke-ionisk polymer havde en sulfonylgruppe, den bevægede sig mod anoden ved elektroforese, "forklarer Takasu.

Tidligere har forskergruppen viste, at den resulterende belægning bliver utrolig tyk, når den elektroforetiske disposition påføres ved lave spændinger. Kombination af et sæt fund gjorde det muligt at springe over flere belægningsprocesser på et metal for rustbestandighed. Imidlertid, til kommercielle formål, det er vigtigt at gøre pelsen tilgængelig i enhver ønsket farve. Takasu og hans kolleger så derfor på, hvordan farveegenskaberne for ikke-ioniske polymerer opførte sig i vand efter påføring som belægning.

"Vores gennembrud var at inkludere denne ikke-ioniske polymer i nanopartikler. De nye partikler viser strukturel farve som opalsten, a.k.a. 'farveløs farve'. Partikelens bølgetal skal kunne styres ved at ændre størrelsen på partiklerne, der bruges til at belægge overfladen, " han siger, som bestemmer den udsendte farve.

Selvom Takasu let kunne få de ikke-ioniske polymerer til at reagere med sulfonylgruppen, han fandt det vanskeligt at kontrollere størrelsen af ​​partiklerne. I denne forskning, han og hans team udviklede størrelseskontrolteknologien og forberedte partiklerne ved sæbefri emulsionscopolymerisering, som konsekvent gav nanopartikler 300 nm i størrelse som et eksempel. De oxiderede derefter partiklerne i vand for at generere sulfonylgruppen. Endelig, elektroforetisk aflejring blev påført belægningsstål. Elektronmikroskopiske billeder bekræftede, at partiklerne ensartet dækkede stålet i et bikagemønster.

"Jeg forventer, at vores undersøgelse vil føre til en ny type elektroforetisk maling, der kan anvendes på enhver belægningsteknologi som biler og fibre, "Takasu sagde. Denne teknik overvinder problemer såsom farveblegning og skader fra UV -stråling på grund af strukturel farve, har således en bredere anvendelse af elektroforetisk dispersion.

Artiklen "Elektroforetiske ikke-ioniske nanokugler (latexer) til strukturel farve" blev offentliggjort i Polymer .