Наночастицы улучшают механические свойства покрытий

Специалисты иранского Института полимеров и нефтехимии и американского Института исследования ЛКМ изучили влияние микро- и наночастиц на механические и адгезионные свойства порошковых покрытий.

Исследователи подготовили смеси, отличающиеся долей содержания частиц гидроксида алюминия, диоксида титана и различных типов высокодисперсного диоксида кремния. Для оценки механических и адгезионных свойств порошковых покрытий были проведены измерение предела прочности, динамический механический термоанализ (ДМТА), вертикальное определение адгезии методом отслаивания.

Результаты показали, что механические свойства порошкового покрытия были улучшены благодаря добавлению в состав частиц в объеме до 2% от общей массы. Степень эффекта зависела от весовой доли и размера частиц. Высокодисперсный диоксид кремния с добавлением диметилдихлорсилана оказался более эффективным в улучшении механических и адгезионных свойств.

Изменение механических свойств наблюдалось также при последующем увеличении содержания частиц до 3% от общей массы. Причина неустойчивости свойств — нежелательная дисперсия, а также скопление наночастиц, включения воздуха и разрывы пленки.

Ученые пришли к выводу, что предварительная дисперсия частиц в соответствующем растворителе (например, в этаноле с помощью ультразвукового облучения) перед добавлением их в состав порошковых красок — это эффективный способ улучшения свойств покрытия. Кроме того, ультразвуковое облучение позволяет разбивать скопления наночастиц до необходимых размеров.