Details

Autor(en) / Beteiligte

• Reichinger, Melanie
• Bremser, Wolfgang[Akademischer Betreuer]
• Dornbusch, Michael[Akademischer Betreuer]
• Warnecke, Achim[Akademischer Betreuer]

Titel

Investigations of the direction-driven water and ion transport along the interfaces and through polymer networks

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2018

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 14.02.2018
• ger: Die Omnipräsenz von Lacken und Klebstoffen in Kontakt mit Metallen erfordert detaillierte Kenntnisse über die Wasserdiffusion und die Wege der Ionen durch das Polymernetzwerk und entlang der Grenzflächen. Die kathodische Tauchlackierung zum Beispiel zeigt generell eine gleichmäßige Wasserdiffusion. Das metallische Substrat löst sich jedoch während der Abscheidung auf und die Tauchlackierung reichert sich mit Metallionen an. Insbesondere die Eisen-Ionen hemmen den Grenzflächentransport und die Wasserdiffusion in Substratrichtung - im Vergleich zu Zink- und Aluminium-Ionen. Raman-SKP-Untersuchungen zeigen darüber hinaus, dass sich der Ionentransport am Aluminium-Substrat hauptsächlich durch die Tauchlackierung vollzieht. Gleichzeitig ändert sich der pH-Wert an der intakten Grenzfläche, das Volta-Potenzial steigt mit dem pH-Wert und die Dipole an der Grenzfläche gehen von ionischen Bindungen in Wasserstoffbrückenbindungen über. Selektive Metallauflösungen oder mikrogalvanische Interaktionen verursachen mit der Zeit allerdings den Zusammenbruch des Aluminiumoxides, wodurch der Ionentransport dann direkt an der Grenzfläche stattfindet. Die Wasser- und Ionendiffusion durch verschiedene Automobillacke parallel zur Metallgrenzfläche werden durch diverse Impedanz-Spektroskopische Ansätze quantifiziert. Der Grad der Plastifikation, des inneren Stresses und die topographischen Änderungen durch die Salzwasser-Aufnahme werden herangezogen, um die Diffusion Fickischen oder Nicht-Fickischen Bedingungen zuzuordnen. Insgesamt eröffnen die entwickelten Methoden und die Ergebnisse eine Vielzahl von Anknüpfungspunkte für weitere Lack- und Klebstoffentwicklungen.
• eng: The omnipresence of paints and adhesives in contact with metals requires a detailed knowledge of water diffusion and the ionic pathways through their polymer networks and along their interfaces. The E-coat, for example, generally shows uniform water diffusion. However, the substrate dissolves during film formation and enriches the E-coat. Iron ions in particular block the interfacial ion transport and normal water diffusion compared with zinc and aluminium ions. Moreover, Raman-SKP investigations show that the ions move through the E-coat in parallel to the aluminium interface. The pH-value immediately changes at the interface and the Volta potential increases with the pH-value, whereupon the interfacial dipole changes from ionic bonds to hydrogen bonds. Indeed, selective dealloyings or micro-galvanic couplings can cause the breakdown of the aluminium oxide and then the ion transport also takes place at the interface. Furthermore, various impedance approaches quantify the in-plane water and ion diffusion through various automotive polymer-metal systems. Concomitantly, the degree of plasticising, internal stress and topographical changes are assessed to clarify the core issue surrounding the Fickian and non-Fickian treatment. All in all, the methods and results developed offer several links for further paint and adhesive developments.