Nieuwe innovatieve methode om verf te testen
VUB revolutioneert onderzoek naar oppervlaktebindingen
Met zijn doctoraatsonderzoek over de werking van verflagen op metaal is dr. Sven Pletincx onder leiding van prof. Tom Hauffman en prof. Herman Terryn van de VUB onderzoeksgroep electrochemical and surface engineering (SURF) erin geslaagd om voor het eerst onder reële omstandigheden de effecten van zouten of water op de contactlaag tussen verf en metaal te onderzoeken. “Door de nieuwe methode kunnen toekomstig alle type coatings worden onderzocht en kan men zelfs op voorhand de sterkte van de hechting van de verflagen gaan tunen. Het onderzoek heeft implicaties voor heel wat domeinen gaande van de coatingindustrie zelf tot de applicaties in de bouw- en transportsector,” zegt dr. Pletincx.
Verflagen schilferen na verloop van tijd af en verliezen daardoor hun hoofdfunctie: de bescherming van het onderliggende materiaal. Bij metaal beschermt een verflaag tegen corrosie. Hoe beter de verbinding tussen de verf en het metaal, hoe beter het metaal dus is beschermd. De bindingen die ontstaan tussen verflaag en metaaloppervlak worden al langer onderzocht, maar er waren twee grote problemen. Het eerste probleem is dat er een cross-sectie moeten worden gemaakt om de contactlaag of interface te kunnen onderzoeken, waardoor deze al kan beginnen reageren met de lucht. Een tweede probleem dat de meeste conventionele analysetechnieken onder vacuüm condities gebeuren, bij zeer lage druk.
“De huidige onderzoeksmethoden simuleren niet de echte condities waaraan verflagen worden blootgesteld. Onderzoek in de verfindustrie gebeurt momenteel zelfs op empirische wijze, via trial-and-error. Nieuwe coatings worden gemaakt, men test de adhesie, sterkte van de bindingen aan de interface. Als de resultaten bevredigend zijn, heeft men een nieuw type verf. Dit neemt natuurlijk jaren in beslag en kost dus heel wat geld,” legt dr. Pletincx uit.
In zijn doctoraat ontwikkelde Pletincx een methode die het mogelijk maakt om de echte verflaag onder reële omstandigheden te gaan onderzoeken. De methode is gebaseerd op het zeer dun maken van de verf- of de metaallaag. Met infrarood en X-ray straling onderzoekt men vervolgens de interface door de lagen heen. Simultaan wordt dan een aan de VUB ontwikkelde electroanalytische techniek ingezet, die bijkomende informatie geeft over de hechting en het resistief en capacitief gedrag van de verflaag. Pletincx zette de innovatieve methode in om het effect van water en zouten op de interface van de verflagen en het metaal oppervlak te gaan bestuderen. En dat resultaat was al meteen vrij verrassend. Men gaat er algemeen van uit dat water een funest gevolg heeft op bindingen. Het onderzoek bracht echter aan het licht dat voor een bepaalde type acrylaat coatings water initieel net de bindingen vormt aan de interface. Van zodra er meer water aan de interface komt, gebeurt zoals verwacht de afbraak van de bindingen. De hoeveelheid water aan de interface speelt dus een belangrijke rol.
Verf afstemmen op oppervlakte
Door de nieuwe methode kan de chemische karakteristiek van vrijwel alle coatings in functie van tijd, temperatuur, waterhoeveelheid, enz. onderzocht worden. Meer nog, het zal mogelijk worden om de interfaces van coatings op metaal oppervlakken te gaan engineeren en de sterkte van de hechting van de verflagen te gaan afstellen op het gewenste oppervlakte. De verfindustrie is op zoek naar een feilloze coating. De methodologie van deze PhD is mogelijk een stap in de goede richting.
Contact:
Prof. Tom Hauffman
electrochemical and surface engineering (SURF)
0494 177 286
Dr. Sven Pletincx
Sven.Pletincx@gmail.com
0498 255 420
