• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik21. 02. 2023 | Heidi Thode

Metanols nedbrydning af epoxy- og polyuretanmalinger

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik21. 02. 2023 | Heidi Thode

For at beskytte kemisk sårbare substrater mod korrosive kemikalier anvendes specialmalinger, der danner en svært gennemtrængelig fysisk barriere. Men holder malingerne til metanol?

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 1, 23 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Søren Kiil, Claus E. Weinell og Ting Wang, The Hempel Foundation Coatings Science and Technology Center (CoaST), DTU Kemiteknik

I den kemiske og maritime industri støder man på betingelser, der kræver nøje valg af konstruktionsmaterialer og anvendelse af overfladebeskyttelse. For metalliske strukturer i aggressive miljøer som saltopløsninger, syrer og baser, eller organiske kemikalier, vil man ofte vælge påføring af flere lag højtydende organiske coatings. Kendte eksempler på industrielle malinger, til for eksempel stålskroget i fragtskibe, er tokomponent epoxy og polyuretan coatings, der hærder kemisk under og efter påføring og danner en barriere med en høj krydsbindingsdensitet. Generelt kan man sige, at epoxybaseret maling sikrer god vedhæftning til substratet og yder beskyttelse mod kemikalier, mens polyuretan er kendt for sin modstandsdygtighed over for sollys. Imidlertid kan kontakten med nogle kemikalier, især hvis den er langvarig, nedbryde malingerne. Produktets levetid afhænger af kemikaliernes gennemtrængningshastighed, men også af eventuelle kemiske reaktioner med malingskomponenterne, hvor især bindermaterialer (polymernetværk) kan være udsatte. I denne sammenhæng, som et af den kemiske industris mest anvendte råmaterialer og opløsningsmidler, er metanol vigtig. Desuden må det forventes at fremtidig Power-to-X teknologi vil lede til yderligere produktion af netop metanol med henblik på udnyttelse som brændstof i for eksempel skibsmotorer [1].
Typisk transporteres kemikaliet med fragtskib, hvor det opbevares i coatede ståltanke, og der har været eksempler på, at malingerne ikke er tilstrækkelig modstandsdygtige. I indeværende artikel, som er en opsummering af de vigtigste resultater på området fra Ting Wangs ph.d.-afhandling [2], ser vi nærmere på nedbrydningsmekanismerne. Detaljer kan også findes i publikationen Wang et al. [3].

Hvorfor er metanol så aggressivt?
Metanol, CH3OH, er et lille polært molekyle, der har let ved at diffundere ind i de fleste organiske materialer som plastik og maling. Derudover gør de fysiske egenskaber, at molekylet har relativt let ved at inducere kvældning og blødgøring og for maling svække vedhæftningsegenskaberne mellem coating og substrat. I øvrigt gør det høje dipolmoment (1,67 Debye mod vands 1,84), at metanol, inklusive opløste urenheder, er i stand til at påtrykke galvanisk korrosion af metalsubstrater, som over tid kan lede til svigt af for eksempel tanke af kulstofstål. For at undgå den galvaniske korrosion anvendes svært krydsbundet epoxymaling i to til tre lag (i alt omkring 300 µm), som en ikke-ledende barriere mellem ståltank og metanol.

Diffusionscelle, reologi og malingsprøver
I vores laboratorieforsøg blev anvendt to solventfri såkaldte novolac epoxy (NE) malinger, hærdet med henholdsvis en cycloalifatisk amin (CA) og en polyamid (PA), samt en solvent-baseret polyuretan (PU) maling [3,4]. Alle coatings, ud over fyldstoffer som kvarts og talkum, indeholdt TiO2 pigment. Med henblik på sammenligning blev der også målt på en poly(metylmetacrylate) referencefilm.
Til diffusionsforsøgene anvendte vi en specialdesignet et-kammer celle som vist i figur 1. Under et forsøg diffunderer metanolmolekyler gennem malingsfilmen og fordamper fra den anden side, og det leder til et vægttab af cellen, som registreres. I alle tilfælde var fordampningshastigheden væsentligt højere end diffusionshastigheden, og massetransportmodstanden for metanol fra malingsoverflade til luft kunne derfor negligeres.
For at kvantificere de reologiske egenskaber af malingerne under eksponeringen anvendte vi et avanceret reometer med en opvarmningshastighed på 5°C/minut [3]. Desuden, for at identificere potentielle ændringer i sammensætningen af metanol-væskeprøverne, udførte vi gaskromatografi med tilhørende massespektrometri [3].

Resultater af undersøgelsen
Gennemtrængningshastigheder af metanol
I figur 2 er vist, hvordan cellens vægttab varierer over tid og dermed, hvor gode (eller dårlige) epoxy- og polyuretanmalingerne er til at holde metanol tilbage. For epoxymalingen NE-CA begynder vægttabet efter fem timer og svarer altså til den tid, det tager metanol at trænge igennem. Efter gennembrydningen ses en lineær stigning i vægttabet, men efter ti timer begynder fordampningshastigheden at falde. For den anden epoxy, NE-PA, og polyuretan, PU, malingerne ses en lignende tendens, men med forskellige diffusionshastigheder.
Den over tid faldende gennemtrængningshastighed kan forklares med en kombination af to faktorer: 1) udludning af solventer og blødgørere og 2) fysisk krydsbinding af Type II bundet metanol som illustreret i figur 3. Analogt til vand kan metanol etablere multiple hydrogenbindinger til epoxy-netværket og antallet af bindinger afgør, om der er tale om såkaldt Type I bundet metanol (en enkelt binding) eller Type II (to bindinger). Type I bindinger blødgør netværket i form af en reduceret glasovergangstemperatur [3], mens Type II bindinger, såkaldt fysisk krydsbinding, danner forbindelser mellem kædesegmenter og begrænser de molekylære bevægelser. Efter længere tids eksponering stiger andelen af Type II bindinger [2,3].
For PU-film derimod, går fordampningen langt hurtigere (figur 2, nederst) fordi der kun dannes Type I bindinger. Og i figur 4 ses, at for PMMA referencefilmen er fordampningshastigheden konstant over tid for her opstår ingen Type II bundet metanol. Samlet set er rækkefølgen af malingerne med faldende modstandsdygtighed: NE-PA > NE-CA > PU.

Konklusion
Undersøgelsen har vist, at metanol interagerer med malingsmatricen ved at danne fysiske krydsbindinger i epoxy, men ikke i polyuretan. Sammenlignet med vand og ethanol leder metanol til mere fysisk nedbrydning af malingerne i form af højere udludning af malingsingredienser og dannelse af Type II komplekser.
Det uventede resultat (Type II bindinger) betyder, at over tid kan hærdede epoxymalingers barriereegenskaber faktisk forbedres ved i en kort periode at udsætte malingerne for metanol. Den lille adrætte alkohol skal dog nok over tid få møvet sig igennem netværket.

Støtte og tak
Projektet er et samarbejde mellem DTU Kemiteknik og Hempel A/S (Juan José Segura og Erik Graversen) og er udført fortrinsvist i CoaST gruppen på DTU.
Tak til Hempel Fonden for støtte til forskningsprojektet.

E-mail:
Søren Kiil: sk@kt.dtu.dk

Referencer
1. Dansk Energi: danskenergi.dk/fakta-fokus/dansk-energis-power-to-x-partnerskab/power-to-x. Tilgået 24/10-2022.
2. Wang, T. “Quantification of curing, hardness development, and degradation in epoxy and polyurethane coatings”, ph.d.-afhandling, DTU kemiteknik, 2020.
3. Wang, T., Luo, S., Wang, C., Wang, J., Weinell, C.E., Dam-Johansen, K., Segura, J.J., Graversen, E., Kiil, S. “Methanol degradation mechanisms and permeability phenomena in novolac epoxy and polyurethane coatings” J. Coatings Technol. Res., 18(3), 831-842, 2021.
4. Møller, V.B., Dam-Johansen, K., Frankær, S.M., Kiil, S., Acid-resistant organic coatings for the chemical industry: a review, J. Coatings Technol. Res., 14(2), 279-306, 2017.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Kemiteknik

Seneste nyt fra redaktionen

Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

BranchenytMedicinalkemiOrganisk kemiTop12. 10. 2026

Nogle molekyler, såsom aminosyrer, findes i to varianter, der er hinandens spejlbilleder. Levende organismer indeholder imidlertid kun det ene af disse spejlbilleder. Hvordan en sådan kemisk asymmetri kunne være opstået, har længe været et mysterium for kemikere. Henri B. Kagan og Kenso Soai blev i

Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

AktueltBiologi12. 10. 2026

Alt er anderledes i rummet – også hvordan tarmene fungerer. Forstoppelse er en kendt bivirkning ved rumfart, men indtil nu har man vidst utroligt lidt om, hvorfor det sker. Nu har forskere fra Københavns Universitet i et samarbejde med NASA undersøgt blod fra astronauter og har et bud på, hvorfor

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

Artikler fra Dansk KemiOrganisk kemi07. 10. 2026

Ved at udnytte at reaktionen mellem formaldehyd og d-Biotin (et vitamin, og et naturligt forekommende N,N'-dialkylurinstof) er reversibel, kan oligomeriseringsreaktionen guides ved at tilsætte en templat. I dette bidrag forklarer jeg, hvordan dette er blevet udnyttet til at syntetisere makrocykler,

“I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

I dybden med kemi af Lone Brun Jakobsen og Klædt på til skriftlig kemi af Lone Brun Jakobsen m.fl. Begge udgivelser på Nucleus Forlag ApS, 2026, 1. udgave, 1. oplag. Boganmeldelsen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs

Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

Analytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Hvordan kan nogle af jordskorpens mest almindelige metaller omdanne lys til kemisk energi, og hvilke udfordringer skal løses, før de kan erstatte ruthenium og iridium i fremtidens lysdrevne teknologier? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer

Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Kvantekemi gav os evnen til at forstå kemiske processer på atomart niveau. AI gør det nu muligt at anvende denne forståelse på realistiske og komplekse systemer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Holm & Halby

    Autoklave Kørekort i Aarhus – sikker sterilisering i praksis

  • Holm & Halby

    Holm & Halby på Cleanroom EXPO 2026

  • Holm & Halby

    Frysetørringsseminar – få styr på teorien bag den gode proces

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Besøg Busch Vakuumteknik på FoodTech 2026

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Tilbud på GreenTips pipettespidser fra nerbe plus

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Forudkonfigurerede R&D-pakker fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions til forenklet opsætning af undersøgelser

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

    12.10.2026

  • Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

    12.10.2026

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

  • Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

    06.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    29.09.2026

  • Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

    29.09.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}