American Journal of Drug Delivery and Therapeutics Offener Zugang

Abstrakt

Ein ternäres Nanokomposit aus Alkyd/Graphenoxid, angereichert mit Metalloxid-Nanostäben als robustes Beschichtungsmaterial

Mohamed S. Selim

Graphenoxid-Nanoblätter, die mit eindimensionalen Metalloxid-Verbundstoffen dekoriert sind, stellen Hotspot-Materialien für die Entwicklung nachhaltiger Nanokomposit-Beschichtungen auf Pflanzenölbasis dar. In diesem Artikel haben wir berichtet, dass Graphenoxid-Nanoblätter, die mit β–MnO2-Nanostäben (GO/MnO2-Hybrid) dekoriert sind, neu über ein einstufiges chemisches Abscheidungssystem synthetisiert wurden. Leinöl, das viele Prinzipien der grünen Chemie erfüllt, wurde verwendet, um über ein einstufiges Polyetherisierungsverfahren eine biobasierte Alkydmatrix mit hyperverzweigten Anteilen zu entwickeln. Eine fortschrittliche ternäre Nanokomposit-Reihe auf Basis von Leinölalkyd, gefüllt mit GO/β–MnO2-NRs, wurde über ein Lösungsgussverfahren entwickelt, auf Kohlenstoffstahl aufgetragen und durch einen Autooxidationsmechanismus getrocknet. Die Strukturen, Größen und Morphologien der entworfenen polymeren Nanokomposite und Nanofüllstoffe wurden mithilfe verschiedener Techniken wie FT-IR, NMR, XRD, FE-TEM, FE-SEM und XPS aufgeklärt. Nano-GO mit einer Schichtdicke von Ë? 2 nm sowie einkristalline β–MnO2 NRs mit einem mittleren Durchmesser von 20–30 nm und einer Länge von Ë? 1 μm, die entlang der Wachstumsrichtung [110] der Wurtzitstruktur gewachsen sind, wurden in kontrollierten Verfahren synthetisiert. Zu den Vorteilen des entwickelten Verbundwerkstoffs zählen Oberflächenheterogenität, Elastizität, Nichtbenetzbarkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die synergetischen Effekte der Verteilung unterschiedlicher Konzentrationen von GO/β–MnO2 in der Alkydmatrix wurden untersucht, um die mechanischen und schützenden Eigenschaften der Beschichtung anzupassen. Die mechanische Haltbarkeit und die Wärmebeständigkeit der Beschichtungen wurden mithilfe von Aufprall-, Dornbiege-, Gitterschnitt- und Abriebtests sowie der thermogravimetrischen Analyse (TGA) untersucht. Die Oberflächen- und Korrosionsschutzeigenschaften der ternären Nanokomposite wurden durch Wasserkontaktwinkel, Rasterkraftmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Salznebelexperiment (in 5 % NaCl-Lösung) untersucht. Die höchste Verstärkungsverbesserung mit dornenartiger Rauheit wurde durch Einfügung von 2,5 Gew.-% GO/β–MnO2 NRs-Füllstoffen in die Matrix erreicht. Diese faszinierende biobasierte Nanostrukturbeschichtung bietet eine vielversprechende Alternative zum Ersatz petrobasierter Korrosionsschutzbeschichtungen für die Entwicklung einer nachhaltigen zukünftigen Umwelt.