Устойчивость лакокрасочных материалов к царапинам благодаря нанокристаллам целлюлозы повышаются

Простая химическая модификация нанокристаллов целлюлозы (CNC) была предложена канадскими учеными с целью улучшения армирующей добавки, предназначенной для водоосновных покрытий для дерева.

Целлюлозные нанокристаллы, которые являются возобновляемым наноматериалом, для того, чтобы улучшить дисперсию и их способность передавать прочностные свойства структурам, которые являются менее полярными, особенно в акриловых покрытиях древесины, были подвергнуты сополимеризации с карбоцепной макромолекулой. В данном случае химические модификации должны являться простыми, а также не должны касаться основной структуры нанокристаллов.

Для модификации были применены четвертичные аммониевые бромиды или акрилоилхлориды. Данные химические функциональные группы, которые не приводят к глубоким структурным изменениям, исследовались с помощью ядерного магнитного резонанса, ИК-анализа, а также пробы на присутствие азота. Производные нанокристаллов были диспергированы лучше в водном акриловом покрытии. Была снижена шероховатость его поверхности с 9 нм до 6 нм. Для того, чтобы оценить механические качества, краска, которая содержит разнообразные производные целлюлозных нанокристаллов, была нанесена на поверхности американского клена, часто используемого для отделки помещений и изготовления мебели и которому необходима эффективная защита поверхности.

Благодаря испытанию на истирание было выяснено, что благодаря модифицированным нанокристаллам целлюлозы на 24 – 38% повышается устойчивость лакокрасочных материалов к царапинам, в отличие от покрытий, которые содержат немодифицированные нанокристаллы.

Стоит отметить, что нанокристаллы целлюлозы – это потенциальная экологически чистая замена углеродным нанотрубкам в качестве наполнителей для увеличения прочности полимеров и бетона. Кроме того, нанокристаллы целлюлозы могут применятся в производстве биоразлагаемых упаковок, тканей, а также перевязочного материала. Кроме того, нанокристаллы рассматриваются в качестве их использования для создания гибких источников питания из электропроводящей бумаги, прозрачных гибких экранов для электронных устройств, фильтров для очистки воды и сенсоров.