Powłoka z estrów skrobi na podłożu z drewna bukowego (po lewej) i sosnowego (po prawej).
Naturalne materiały powinny być powlekane „naturalnie”
W ramach bieżącego projektu FNR (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.) naukowcy z Instytutu Fraunhofera IAP, we współpracy z Instytutem Fraunhofera IPA, przeprowadzają badania w kierunku opracowania zrównoważonych materiałów powłokowych do malowania powierzchni drewnianych poprzez możliwie najprostszą modyfikację łatwo dostępnego, niedrogiego i odnawialnego surowca, jakim jest skrobia.
Obiecujące badania na podłożach metalowych
We wcześniejszych badaniach stwierdzono, że specjalne estry skrobi tworzą na podłożach metalowych zaskakująco adhezyjne i barierowe warstwy, które mogą być odpowiednie jako spoiwa nawet w najbardziej wymagającym segmencie rynku systemów ochrony przed korozją. W celu zahamowania typowej tendencji skrobi do pęcznienia pod wpływem wody z jednej strony oraz osiągnięcia wystarczającej dyspergowalności z drugiej strony, opracowano dwuetapowy proces jej modyfikacji.
Metoda ta obejmowała częściowy rozkład skrobi i jej późniejszą częściową estryfikację. Estryfikacja spowodowała regulację powinowactwa do wody systemu, a jednocześnie umożliwiła dyspergowalność w środowiskach organicznych. W tym kontekście „dyspergowanie lub dyspergowalność” – w przeciwieństwie do stosowanej w lakiernictwie zwykłej definicji rozdrabniania i rozprowadzania aglomeratów i agregatów pigmentu – oznacza jednorodne rozłożenie silnie spęczniałych polimerów estrów skrobi. W połączeniu z wcześniejszym rozkładem skrobi doprowadziło to do tego, że – przynajmniej w niektórych eterach cyklicznych – dostępne były dyspersje o zawartości części stałych znacznie powyżej 30%, a zatem można było wytworzyć wystarczającą grubość suchej warstwy powłok z konwencjonalnych grubości warstw mokrych. Prosta synteza spoiwa z jednej strony, zaskakująco dobre tworzenie filmu, trwałość i działanie ochronne tych fizycznie schnących materiałów powłokowych lub filmów z estru skrobi z drugiej strony, a także fakt, że poprzez zmianę długości łańcucha estrowego, właściwości filmów, takie jak twardość, można regulować w ukierunkowany sposób, co nie tylko doprowadziło do zarejestrowania patentu (EP3683281A1), ale także do zainicjowania projektu finansowanego ze środków publicznych, który w konsekwencji zapewnił rozwój potencjału tych „naturalnych” dyspersji estrów skrobi przy opracowywaniu farb do malowania naturalnego materiału, jakim jest drewno.
Potencjał aplikacyjny tego typu spoiw, opartych w dużej mierze na odnawialnych surowcach, został najpierw przetestowany pod kątem siły adhezji i jednorodności przy tworzeniu się powłoki na stosowanych w praktyce powierzchniach z drewna iglastego i liściastego. Na zdjęciu można zaobserwować, że estry skrobiowe tworzą zamknięte i przezroczyste filmy zarówno na drewnie bukowym, jak i na bardziej usłojonej sośnie. Oprócz przyjemnego wrażenia w dotyku, powłoki te charakteryzują się również tym, że tylko niewielka część spoiwa jest absorbowana przez podłoże podczas fizycznego schnięcia, dzięki czemu możliwe jest wystarczające narastanie grubości warstwy na materiale. To w zasadzie toruje drogę do opracowywania farb do drewna opartych na tego typu spoiwach.
Komentarze (0)