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Icephobic properties of aqueous self-lubricating coatings containing PEG-PDMS copolymers

Shamshiri Mohammadreza, Jafari Reza et Momen Gelareh. (2021). Icephobic properties of aqueous self-lubricating coatings containing PEG-PDMS copolymers. Progress in Organic Coatings, 161, e106466.

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URL officielle: http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.porgcoat.2021.1064...

Résumé

Icephobic coatings offer an effective solution for protecting infrastructures subjected to harsh cold-weather environments. Aqueous self-lubricating coatings, derived from the principles of ice skate sliding over ice, provide a cost-effective anti-icing method. Here, we fabricate aqueous self-lubricating coatings by adding polydimethylsiloxane-poly (ethylene glycol) (PEG-PDMS) copolymers to a PDMS matrix. We analyzed the wettability, morphology, and topography of the fabricated coatings using a goniometer, scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM), respectively. Differential scanning calorimetry (DSC), push-off and centrifugal tests detailed the icephobic characteristics of the coating surfaces. Blending PEG-PDMS into the elastomeric matrix enhanced the effective contact area between the water droplet and the coating; the formation of hydrogen bonds between water molecules and the hydrophilic functional groups of the coating produced this effect, and water molecules spread readily over the surface. Increased concentrations of these functional groups increased the freezing-delay time and reduced ice adhesion strength, likely owing to the formation of a quasi-liquid-like layer. Nonetheless, the immiscibility of the PEG-PDMS copolymer within the PDMS matrix can negatively affect wettability and the icephobic characteristics of the coatings. An optimized copolymer content of 5% produced a durable icephobic aqueous self-lubricating coating.

Type de document:Article publié dans une revue avec comité d'évaluation
Volume:161
Pages:e106466
Version évaluée par les pairs:Oui
Date:Décembre 2021
Sujets:Sciences naturelles et génie > Génie
Sciences naturelles et génie > Génie > Génie des matériaux et génie métallurgique
Sciences naturelles et génie > Sciences appliquées
Département, module, service et unité de recherche:Départements et modules > Département des sciences appliquées > Module d'ingénierie
Unités de recherche > Centre international de recherche sur le givrage atmosphérique et l’ingénierie des réseaux électriques (CENGIVRE) > Laboratoire des revêtements glaciophobes et ingénierie des surfaces (LaRGIS)
Mots-clés:icephobicity, wettability, PEG-PDMS copolymer, aqueous self-lubricating coatings, smart coatings, ice adhesion, icephobie, mouillabilité, copolymère PEG-PDMS, revêtements autolubrifiants aqueux, revêtements intelligents, adhérence de la glace
Déposé le:16 nov. 2021 00:06
Dernière modification:16 nov. 2021 00:06
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