Publikationen
Korrosionsschutz
von Metallen mit elektroleitfähigen Polymeren
Eine Alternative
für die Oberflächenvorbehandlung und Korrosionsschutz von
Metallen stellen Grundierungen mit elektroleitfähigen Polymeren
dar. Die potentiellen Vorteile von elektroleitfähigen Polymeren
gegenüber den konventionellen Korrosionsschutzpigmenten beruhen
auf einer guten chemischen Stabilität, Kompatibilität mit
organischen Matrices und Entmischungsstabilität sowie
Fähigkeit, Metalle zu passivieren. Unbekannt ist jedoch der
Wirkungsmechanismus auf verschiedenen Metallen und bei
unterschiedlicher Korrosionsbelastung.
Das
primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die
grundsätzliche Beurteilung der Tauglichkeit von
elektroleitfähigen Polymeren wie Polyanilin, Polypyrrol und
Polythiophen für den Langzeitkorrosionsschutz von Metallen sowie
der Vergleich deren Effi-zienz untereinander.
Zur
Untersuchung wurden zwei auf dem Markt erhältliche Grundierungen
mit Polyanilin und als Referenz konventionelle wasser- und
lösemittelhaltige Grundierungen gewählt, die auf oxidiertem,
phosphatiertem, verzinktem und gestrahltem Stahl sowie auf Aluminium
untersucht wurden. Zur Untersuchung wurden die Standardkorrosionstests,
Freibewitterung sowie moderne elektrochemische Verfahren wie
elektrochemische Impedanzspektrometrie, lokale elektrochemische
Impedanzspektrometrie und Kelvin Sonde verwendet.
Die
Oberflächenwiderstandsmessungen für die Grundierungen mit
Polyanilin und die Standardgrundierungen weisen auf keine nennenswerten
Unterschiede in der Leitfähigkeit dieser Grundierungen hin. Man
kann daher davon ausgehen, dass die Konzentration von Polyanilin in den
Grundierungen unter der Perkolationsschwelle liegt.
Für
die polyanilinhaltigen Grundierungen konnten keine deutlichen
Unterschiede in der Schutzwirksamkeit im Vergleich zu konventionellen
Grundierungen festgestellt werden. Die polyanilinhaltigen Grundierungen
zeigen höhere Effizienz auf Aluminium gegenüber Stahl, was
auf die passivierende Wirkung von Polyanilin zurückzuführen
ist. Auch im Falle von Zn-Oberflächen scheint die Barrierewirkung
von sich bildenden ZnO durch Polyanilin unterstützt zu werden. Es
konnte auch eine deutliche Tendenz zur effizienteren Unterbindung der
Unterrostung und Unterwanderung von Verletzungsstellen für die
Grundierungen mit Polyanilin beobachtet werden.
Bei
der Konzentrationerhöhung von Polyanilin in der Grundierung,
zwecks der Verbesserung der Elektroleitfähigkeit, wurde eine
Zunahme der Wasserempfindlichkeit von Grundierungen ermittelt. Wird
jedoch ein effizienter Barrieredecklack bei entsprechend hoher
Schichtdicke eingesetzt, kann diese ungünstige Tendenz abgefangen
werden.
Im
Vergleich mit Polypyrrol und Polythiophen zeigt Polyanilin insgesamt
bessere Schutzeigenschaften, insbesondere bei der Unterdrückung
der Unterwanderung und Unterrostung an Verletzungsstellen von
Beschichtungen.
Der
Schlussbericht
dieses Forschungsthemas kann hier als PDF-Datei (885
kB) heruntergeladen
werden.
Dieses
Forschungsvorhaben (AiF-FV-Nr. 13 710 N) wurde aus Haushaltsmitteln des
Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über
die Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von
Guericke“ e.V. (AiF) gefördert.
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