• 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

EU har skærpet kemireglerne – men hver tredje ved ikke, hvor oplysningerne findes

Arbejdsmiljø/IndeklimaBranchenytLovgivning og patenterTop10. 11. 2026

Europa-Parlamentet har skærpet reglerne for kemikalier på arbejdspladsen, men en ny undersøgelse viser, at mere end hver tredje ikke ved, hvor de finder de eksisterende sikkerhedsoplysninger. Det viser en undersøgelse fra arbejdsmiljøsoftwarevirksomheden EcoOnline. Hvert år får 120.000

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

AktueltArtikler fra Dansk KemiKemiteknik10. 11. 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

Nyt laboratorium skal bruge DNA fra naturhistoriske samlinger til at forstå fremtidens natur

AktueltBiologiBioteknologi03. 11. 2026

En bevilling på 6,8 millioner kroner fra Villum Fonden gør det muligt for Statens Naturhistoriske Museum at etablere Danmarks første forskningslaboratorium med fokus på museomics. Her skal moderne DNA-teknologi åbne for ny viden fra naturhistoriske museumssamlinger. Ambitionen er at styrke europæisk

Planter bruger et molekylært målebånd til at skelne ven fra fjende

AktueltBiokemiBiologi03. 11. 2026

Planter er konstant i kontakt med svampe i jorden. Nogle svampe forårsager sygdom, mens andre indgår i gavnlige partnerskaber, der hjælper planterne med at optage næringsstoffer og vokse. For at overleve er planterne nødt til at kunne skelne mellem dem - men hvordan de aflæser de kemiske signaler,

Ny blodprøveteknologi kan give svar på 10 minutter

BiokemiMedicinalkemiTop26. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har udviklet ny teknologi, der genkender og måler koncentrationen af lægemidler i blodet på under 10 minutter. Den hurtigere svartid kan betyde forskellen på liv og død. Minutterne tæller, når en patient med en blodprop i hjernen ankommer til akutmodtagelsen på

Nu kan langt mere medicinsk udstyr blive svanemærket

AktueltKlima og miljø26. 10. 2026

Svanemærkets krav til medicinsk udstyr og lægemidler i plast og silikone er netop blevet skærpet. Samtidig kan en lang række nye produkttyper som iltmasker og sprøjter nu også opnå det officielle nordiske miljømærke. Fra ilt- og bedøvelsesmasker til blod- og dialyseposer: Svanemærket har

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBioteknologi19. 10. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

Ny metode kan reparere fejl i gener

AktueltBioteknologiMedicinalkemi19. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har vist, at en ny form for genbehandling kan rette fejl i patienters stamceller. På sigt kan metoden måske bruges til behandling af sjældne, arvelige sygdomme, som påvirker vores immunforsvar. Nogle mennesker bliver født med en fejl i deres genetiske

Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

AktueltBranchenytMedicinalkemiOrganisk kemi12. 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

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





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

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Hvor høj brandbeskyttelse har du brug for?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Busch Vakuumteknik viser energieffektive vakuum- og lækagesøgningsløsninger på AJOUR 2026

  • Holm & Halby

    En kalendertradition, der holder – også i 2027

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Ingen tænker over centrifugerør, men vi skal allesammen bruge dem.

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Pfeiffer præsenterer komplette Fab-løsninger på SEMICON Europa 2026

  • DENIOS ApS

    Er din virksomhed klar til den første sne?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Færre vakuumpumper, større processikkerhed: central vakuumforsyning hos Migros Luzern

  • Sponsoreret indhold

    Professionel kemisk bekæmpelse af væggelus

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Effektiv laboratorieopvask starter med den rigtige løsning

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuum reducerer vedligeholdelsesarbejdet og energiforbruget i osteproduktion

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • EU har skærpet kemireglerne – men hver tredje ved ikke, hvor oplysningerne findes

    10.11.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    10.11.2026

  • Nyt laboratorium skal bruge DNA fra naturhistoriske samlinger til at forstå fremtidens natur

    03.11.2026

  • Planter bruger et molekylært målebånd til at skelne ven fra fjende

    03.11.2026

  • Ny blodprøveteknologi kan give svar på 10 minutter

    26.10.2026

  • Nu kan langt mere medicinsk udstyr blive svanemærket

    26.10.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    19.10.2026

  • Ny metode kan reparere fejl i gener

    19.10.2026

  • 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

  • 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

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}