Ein phantasievoller Ansatz zur Polymeroberflächenbeschichtung hat zu einer nachhaltigen Möglichkeit geführt, Quecksilber aus Wasser zu entfernen – und gleichzeitig ein breites Spektrum an Schutz zu bieten, einschließlich zur Verhinderung von Metallkorrosion und Lösungsmittelschäden an PVC-Kunststoffrohren.
Die intelligente Beschichtung, die aus kostengünstigen Chemikalien aus der Ölraffination und anderen Quellen hergestellt wird, kann auch Säure- und Wasserschäden an Betonoberflächen verhindern und vor Ort durch einen einfachen Erwärmungsprozess repariert werden, sagt Max Mann, Projektleiter der Flinders University.
„Diese neue Beschichtung lässt sich leicht aus elementarem Schwefel und Dicyclopentadien (DCPD ist ein Nebenprodukt der Erdölraffination) herstellen und ist multifunktional, was uns einen großen Spielraum gibt, sie auf vielfältige Weise und für langlebigere Industrieprodukte und -komponenten einzusetzen “, sagt der Ph.D. der Flinders University. Kandidat Herr Mann, Hauptautor des Titelartikels in der diesmonatigen Ausgabe von Polymerchemie.
„Dieses aufregende neue Forschungsgebiet erweitert die Grundlagenchemie auf mehrere praktische Anwendungen.“
„Das Verfahren zur Herstellung der Beschichtung ist sicherer als Verfahren, die zuvor für verwandte Beschichtungen verwendet wurden. Das Team entwickelte ein Verfahren bei niedrigerer Temperatur, das außer Kontrolle geratene Reaktionen verhinderte“, fügt der Mitautor Dr. Bowen Zhang, Forscher an der University of Liverpool, hinzu.
Die Forschung ergab, dass die aktive Beschichtung neben ihrer Schutzwirkung gegen Korrosion, Lösungsmittelschäden sowie Säure- und Wasserschäden giftige Metalle wie Quecksilber einfangen kann.
Die Beschichtung ist reparierbar und Kratzer und Beschädigungen können durch die einfache Anwendung von Hitze präpariert werden, fand das Team von Flinders-Liverpool heraus.
Dieser Prozess ist aufgrund der chemischen Struktur der Beschichtung möglich, die das Aufbrechen und Neubilden von Schwefel-Schwefel-Bindungen ermöglicht.
Laut Justin Chalker, Chemieprofessor an der Flinders University, ist die Forschung ein bedeutender Schritt nach vorn bei multifunktionalen Beschichtungen.
„Die einzigartige chemische Zusammensetzung der intelligenten Beschichtung ermöglicht den Schutz von Substraten, die aktive Entfernung giftiger Quecksilberarten aus Wasser und Öl und ist reparierbar, was ihre Nachhaltigkeit gewährleistet“, sagt Matthew Flinders Professor Chalker vom Institute of Nanoscale Science and Technology in Flinders Universität.
„Die Beschichtung ist lösemittelbeständig und kann auch Quecksilber aus Öl-Wasser-Gemischen entfernen, was für die Sanierung in der Erdöl- und Gasindustrie wichtig ist.“
Herr Mann führte einen Teil dieser Studie im Vereinigten Königreich im Rahmen eines Austauschs im Labor von Dr. Tom Hasell an der University of Liverpool als Teil der laufenden Zusammenarbeit zwischen dem Chalker Lab und dem Hasell Lab in Liverpool durch.
Maximilian Mann et al, Verfahren zur Beschichtung von Oberflächen mit einem Copolymer aus Schwefel und Dicyclopentadien, Polymerchemie (2021). DOI: 10.1039/D1PY01416A