Superhydrofobe coating: verschil tussen versies

13 bytes verwijderd ,  1 jaar geleden
geen bewerkingssamenvatting
Een '''superhydrofobe coating''' is een waterafwerende laag, die bestaat uit superhydrofobe materialen. Vaak bestaat deze uit [[Composiet (materiaal)|composiet materiaal]], waar de ene component zorgt voor ruwheid, en de andere component voor de lage oppervlakte-energie.
 
<br />
 
== Superhydrofobe oppervlakken ==
 
In 1805 heeft [[Thomas Young (wetenschapper)|Thomas Young]] het volgende verband gevonden<ref>{{Citeer web|url=https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstl.1805.0005|titel="An Essay on the Cohesion of Fluids"|bezochtdatum=29/04/2020|auteur=Young, T.|achternaam=Young|voornaam=T|datum=01 january 1805|uitgever=The Royal Society Publishing|taal=en}}</ref>:
:<math>\gamma_{SG} = \gamma_{SL} + \gamma_{LG}\cos(\theta)</math>
 
<math>\gamma_{SG} = \gamma_{SL} + \gamma_{LG}\cos(\theta)</math>
 
Met Young’s vergelijking kunnen we besluiten of een oppervlak hydrofoob of hydrofiel is. Als γ<sub>SG</sub> kleiner is dan γ<sub>SL</sub>, dan is de contacthoek > 90°, zodat het oppervlak van nature hydrofiel is. Omgekeerd, als γ<sub>SG</sub> groter is dan γ<sub>SL</sub> , dan is de contacthoek < 90°, zodat het oppervlak van nature hydrofoob is.<ref>{{Citeer boek|titel=A review on fundamentals, constraints and fabrication techniques of superhydrophobic coatings|auteurlink=|auteur=Amrita Hooda|medeauteurs=M.S.Goyat Jitendra ,Kumar Pandey ,Adesh Kumara ,Rajeev Gupta|taal=en|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300944019314572?fbclid=IwAR3xK72TlkwqC9HLYIIYCkFz6AR0m6sr88WRoF7qc-9C04HGS7_XjzdHUuc#!|uitgever=ScienceDirect|datum=|pagina's=|ISBN=}}</ref>
 
=== Neergeslagen calciumcarbonaat ===
PCC (precipitated calcium carbonate, CaCO<sub>3</sub>), of neergeslagen [[calciumcarbonaat]], komt overeen met een gepurificeerde en verfijnde vorm van calciumcarbonaat. PCC ontstaat door een thermochemische oppervlaktebehandeling dat koolstof inbrengt in calciumhydroxide. Dit proces heet ook “the milk of lime proces”. Het concept van dit proces luidt als volgt:  
* :<chem>CaCO3 + warmte -> CaO + CO2</chem>
 
* ::Toevoegen van water aan calciumoxide om calciumhydroxide te bekomen:
* <chem>CaCO3 + warmte -> CaO + CO2</chem>
:<chem>Ca(OH)2CaO + CO2H2O -> CaCO3 + H2OCa(OH)2</chem>
* Toevoegen van water aan calciumoxide om calciumhydroxide te bekomen:
* ::Het combineren van de bekomen reactieproducten van de twee reacties, resulteert in het neerslaan van CaCO<sub>3</sub>:
 
:<chem>CaOCa(OH)2 + H2OCO2 -> Ca(OH)2CaCO3 + H2O</chem>
* Het combineren van de bekomen reactieproducten van de twee reacties, resulteert in het neerslaan van CaCO<sub>3</sub>:
 
<chem>Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O</chem>
 
Aangezien het calciumcarbonaat eerst moet worden gedolven, kan het onzuiverheden bevatten. Door dit proces uit te voeren wordt het calciumcarbonaat gepurificeerd. Dit is de eerste reden waarom dit proces plaatsvindt. Bovendien wordt dit ook gedaan omdat het proces de stof toelaat om verschillende vormen van kristallen aan te nemen. De vormbepalende factoren zijn: temperatuur, druk, agitatie (bewegingsmogelijkheid). Elk kristal heeft verschillende fysische eigenschappen, zoals poederdensiteit bijvoorbeeld. De verschillende vormen van PCC kunnen als functioneel additief gebruikt worden bij rubber, plastiek en zelfs [[Adhesie|adhesieve]] stoffen. In het PCC proces kunnen de producten klein en uniform worden gemaakt met grote oppervlakten en hoge olie absorptiecapaciteit.  Het toevoegen van een vetzuur zorgt ervoor dat het stof zich meer kan verspreiden in een andere stof. Deze eigenschap kan worden gebruikt bij een superhydrofobe coating. Wordt er bij een poreuze stof een PCC met organische stof aangebracht, dan zal de PCC zich als een waterafstotende stof gedragen. Bovendien zorgt het toevoegen van een organische stof ook voor een verhoogde compatibiliteit met de stof waarop de PCC wordt aangebracht. De werking wordt op die manier geoptimaliseerd.
 
 
SCT houdt in dat de waterdruppels, die worden afgestoten door de coating, de vuiligheden die zich vormen op het substraat kunnen verwijderen. De grootste moeilijkheden voor deze toepassing zijn duurzaamheid en stabiliteit. Hiermee wordt bedoeld dat SCT zijn functie kan verliezen wanneer er zich te extreme omstandigheden voordoen gedurende een al dan niet lange periode. Een oplossing voor deze moeilijkheden werd en wordt deze jaren grondig onderzocht, en superhydrofobe lagen worden dus op dit aspect, en vele andere, met de jaren telkens verbeterd.
 
 
== Referentie ==
136.764

bewerkingen