Forschungshintergrund und Probleme
Silizium-Elastomer wird aufgrund seiner niedrigeren Eishaftfestigkeit als vielversprechendes eisfestes Beschichtungsmaterial angesehen, aber seine Textur ist weich und die Beständigkeit der eisfesten Eigenschaften der Oberfläche nach Verschleiß oder Schneiden ist immer umstritten. Frühere Forschungsergebnisse über die Auswirkungen von Oberflächenschäden auf die Eishaftung waren nicht konsistent, sowohl berichtete als auch geschwächte Beobachtungen über eine verbesserte Eishaftung. Um diesen Widerspruch auf morphologischer Ebene zu erklären, bildete das Team direkt die Schnittstelle der beschädigten Polydimethylsiloxan-Oberfläche (PDMS) mit Eistropfen mit dem Gefrierfokussierten Ionenstrahlscannelektroskop (cryo-FIB-SEM). Experimentelle Methoden und Schlüsselfunde In der Studie wurde die PDMS-Oberfläche sowohl durch Schneiden als auch durch Abrasion beschädigt. Nach dem Fräsen und Bildgebung der Eis-PDMS-Schnittstelle mit FIB beobachteten die Forscher zum ersten Mal beide Zustände mit hoher tatsächlicher Kontaktfläche und niedriger tatsächlicher Kontaktfläche, abhängig von der Form der abrasiven Oberflächenrauhe. In einer Probe von Schnittschäden erhielt die Studie auch direkten Beweis für die Penetration von Eis in den Schnitt. Die Schnittstellenkontaktmorphologie kann mit den beiden Befeuchtungszuständen Cassie-Baxter und Wenzel verglichen werden, die mit den veränderten Trends der Eishaftfestigkeit verbunden sind.
Enthüllungen für die Polymerhilfsmittel- und Kautschukindustrie
Obwohl sich die Studie auf die Eisschutzbeschichtung von Silizium-Elastomern konzentriert, sind die enthüllten Schnittstellenkontaktmechanismen von Referenzwert für die Reifen- und Kautschukindustrie. In der Reifenformulierung beeinflussen verstärkte Füllstoffe wie weißes Kohlenschwarz indirekt den Kontaktzustand der Oberfläche mit dem äußeren Material, indem sie die mikroskopische Rauheit und die mechanischen Eigenschaften der Gummioberfläche regulieren. Antialterungsmittel und Antioxidantien beziehen sich auf die Evolution der Oberflächenalterung und -schädigung von Gummi bei langfristiger Verwendung und verändern somit die tatsächliche Kontaktfläche. Das Sulfidationssystem bestimmt die Vernetzungsdichte und die weiche Härte des Elastomers und beeinflusst ebenfalls das Durchdringverhalten der Schnittstelle nach einer Schädigung. Die Studie deutet darauf hin, dass bei der Beurteilung der Haltbarkeit der Oberflächenfunktionsbeschichtung oder des Körpermaterials von Gummiprodukten die Form der Schädigung und der Schnittstellenkontaktzustand berücksichtigt werden müssen, anstatt sich nur auf die anfänglichen Eigenschaften zu konzentrieren. Im Bereich der Reifen-Renovierung und Recycling kann das Verhalten der Schnittstelle nach Oberflächenschäden auch die Haft- und Gebrauchsleistung des renovierten Klebstoffs beeinflussen. In Zukunft können Charakterisierungsmethoden wie cryo-FIB-SEM auf die Schnittstellenstudien von Reifengummioberflächen und Medien wie Eis, Wasser und Öl ausgeweitet werden, um eine direktere mikroskopische Grundlage für die Optimierung der Rezepturen und die Lebensdauerprognose zu liefern.
Liquid Chemical Watch
Um Reifen, Gummi, Antialterungsmittel, Antioxidantien, Schwefelsysteme, weißes Kohlenschwarz, verstärkte Füllstoffe, konzentriert sich Liquid Chemical kontinuierlich auf den technologischen Fortschritt, die Verarbeitungsstabilität und die Anwendung auf diesem Gebiet. Dieser Artikel wurde auf der Grundlage von Quelleninformationen bearbeitet, wobei spezifische Rezepturen, Produktauswahlen und Leistungsvertifizierungen in Verbindung mit der Beratung über den tatsächlichen Betriebszustand stehen.
Quelle der Informationen: Ice‐Droplet and Damaged Elastomer Interfaces: A Closer Look at Contact and Morphology of Anti‐Icing Coatings Using Cryo‐FIB‐SEM， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.