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德国研制基于马铃薯淀粉成分的可再生防腐涂料
中国钛白粉网 时间:2018年03月05日 10点42分 信息来源:科学技术部

【中国钛白粉网讯】为使材料表面不被腐蚀,人们大多会采用涂覆颜料或油漆的保护方式,但其中生物而环保的解决方案所占比例微乎其微。德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所(IAP)与生产技术和自动化研究所(IPA)合作,弥补了这项空缺。两家机构近日发布消息称,其研究人员成功开发出基于可再生原料马铃薯淀粉、且成本低廉的淀粉酯涂层新材料。
随着气候变化、资源短缺和环境负担加重,可持续生产加工日益受到关注。在德国每年要生产约10万吨用于防腐蚀的涂料,而生物基粘合剂或成膜剂的高昂价格不能完全满足要求。淀粉是一种可再生且价格低廉的原材料,但截止目前,淀粉通常被用于造纸或瓦楞纸板以及粘合剂加工行业,在颜料和油漆的生产中仅被用作添加剂。现在研发人员则将淀粉作为主成分,通过对其改性处理,找到一种可持续、低成本的新加工工艺,开发生产应用前景广泛的新型涂料,尤其是要将其用作室内金属材料的防护涂料,如防火门、计算机外壳、窗框等铝制品上。
作为成膜剂涂料,必须具备以下条件:形成与基材具有良好附着力的粘合膜、与附加层和添加剂相容以及可嵌入颜料和填料。而淀粉本身并不具备这些属性,需要经结构改造才能满足要求。研究人员先将淀粉降解,以便改善其水溶性,增加随后淀粉在水中结合的固体含量以及提升其成膜性;再经酯化过程,制成淀粉酯(酯化淀粉),其可在水中分散,形成封闭膜,且对玻璃和铝表面具有非常好的粘合性;最后将酯化淀粉“交联”,进一步降低涂层对水的敏感性。研究人员还将模拟日夜和季节的温度变化,对这种新涂料进行长期稳定性测试;此外,将其暴露于含电解质的浓缩水中,以测试防水性能和在极端条件下的耐受性。
下一步,研究人员将检测这种改性淀粉在铝、钢和镀锌钢等重要金属基材上的耐腐蚀性和粘合力,以及为进一步优化涂层特性而设计的新“配方”。研究人员称,现有的测试结果令人满意,淀粉酯显示出良好的成膜性和对各种基材非常好的粘合性能,有望成为未来涂料行业基于石油的成膜剂的替代品。

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