Onderzoeksproject P2/04 (Onderzoeksactie P2)
Context
Metalen worden vaak bedekt met een organische film (verf, lijm, enz.) voor tal van toepassingen in verpakking, transport, bouw en andere sectoren. De compatibiliteit tussen het organische medium en het metaalsubstraat dat bedekt is met een oxidelaag is van cruciaal belang om duurzame eigenschappen te bekomen.
Project beschrijving
Doelstellingen
Het doel van dit project is fundamentele kennis opbouwen over de compatibiliteit en interacties aan de interfaces tussen inherent sterk verschillende materialen. Dit zal toelaten de eigenschappen die resulteren uit de combinatie van deze materialen te begrijpen. Door deze materialen op de nanometerschaal te bestuderen en controleren kunnen innovatieve structuren ontstaan met veel betere en multifunctionele eigenschappen in termen van onder andere optische, adhesie, barrier- en/of corrosie-performantie.
Methodologie
De beschouwde materialen zijn een metallisch substraat, een metaaloxide en een organisch deklaagmedium. Drie systemen worden bestudeerd. Systeem 1, een organische laag op een metaalsubstraat bedekt door zijn natuurlijk oxide, is het referentiesysteem. In systeem 2 wordt de natuurlijke oxidelaag vervangen door een dunne metaaloxidelaag ontworpen om specifiek de interface-eigenschappen met de organische deklaag te wijzigen. En in systeem 3 wordt de metaaloxide-fase als nano-partikels in de organische matrix gemengd. De depositie van deze lagen gebeurt ofwel via natte afzettingmethodes of via innovatieve plasma methodes. De onderzoeksaanpak omvat drie stappen: vergelijking van de depositie-methodes, systeem karakterisering en bepaling van de eigenschappen.
Interactie tussen de verschillende partners
In het project wordt een samenwerking opgezet tussen 3 academische partners (VUB, ULB en FUNDP) en een coating centrum (CoRI) die elk hun specifieke expertise en complementaire competentie inbrengen:
VUB: natte filmdepositie, interface analyse, filmvorming, oppervlakte-analyse, corrosie en optisch gedrag,...
ULB: atmosferische plasma depositie, oppervlakteanalyse,….
FUDNP: vacuüm plasma, interface chemie, in-situ opp-analyse
CoRI : toegepast onderzoek op coatings, opp-analyse
Deze samenwerking zal leiden tot onderzoeksvalorisatie (innovatieve depositie methodes, innovatieve eigenschappen, nieuwe kennis voor toekomst onderzoek) en industriële valorisatie (coating ontwikkeling; support en link met industrie)
Resultaten
Verwachte resultaten en/of producten
• De kennis van hoe de afzettingsmethodes de interface tussen metaaloxide en organische componenten beïnvloeden, en hoe dit zich vertaalt in filmvorming.
• De kennis van het type interfacebinding tussen metaaloxide en de organische molecule, en hoe de verdeling en bedekkingsgraad van deze bindingen kunnen beïnvloed worden.
• De kennis van hoe metaaloxide en organische componenten interageren om multi-functionele eigenschappen te creëren.
Aanbreng van het project in een context van ondersteuning aan de innovatie en transfer van kennis
Alle informatie op deze multi-fase systemen is relevant voor de industrie. De fundamentele aanpak zal toegepast worden in de industriële praktijk dankzij de projectstructuur waar kennisoverdracht tussen de academische centra en het coating centrum een centrale pilaar vormt, wat zal resulteren in het beter begrijpen van producten en het verbeteren van hun performanties. Het project zal zeker ook bijdragen tot de momenteel beperkte state of the art op gemengde nano-metaaloxide/organische systemen.
Partners
Activiteiten
VUB: oppervlakte-engineering, modificatie en kwantitatieve karakterisering van materiaaloppervlakken en -interfaces
ULB: interacties tussen plasmas en oppervlakken, met de focus op functionalisering van polymeeroppervlakken, coatingdepositie en oppervlakte-behandelingen van metalen
FUNDP: fysische chemie van vaste stof oppervlakken en interfaces, ontwikkeling en analyse van interfaces
CoRI: organische coatingtoepassingen en meten van de eigenschappen
Contact Informatie
Coördinator
Herman Terryn
Vrije Universiteit Brussel (VUB)
Vakgroep Materialen en chemie (MACH, META)
Pleinlaan 2
B-1050 Brussel
Tel:+32 (0)2 629 35 34
Fax:+32 (0)2 629 32 00
hterryn@vub.ac.be
Promotoren
Jean-Jacques Pireaux
Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix (FUNDP)
Laboratoire de Spectroscopie Electronique (LISE)
Rue de Bruxelles 61
B-5000 Namur
Tel:+32 (0)81 72 46 06
Fax:+32 (0)81 72 45 95
jean-jacques.pireaux@fundp.ac.be
François Reniers
Université Libre de Bruxelles (ULB)
Analytical and Interfacial Chemistry (CHANI)
Avenue Franklin Roosevelt 50
B-1050 Brussel
Tel: +32 (0)2 650 31 16
Fax: +32 (0)2 650 29 34
freniers@ulb.ac.be
Marcel Piens
Coatings Research Institute (CoRI)
Avenue Pierre Holoffe 21
B-1342 Limelette
Tel:+32 (0)2 653 09 86
Fax:+32 (0)2 653 95 03
piens.m@CoRI-coatings.be
Opvolgingscomité
Doelgroep is de metaalproducerende en -verwerkende industrie, evenals producenten van organische coatings.
Davy Goossens - Bekaert Technology Center
Els Verboom - Aleris Aluminium
Stijn Put - R&D Umicore
Franz Horzenberger - OCAS-Arcelor Zelzate
Eric Silberberg - Arcelor Research Industry Liège
Bart Van Der Linden - Coil
Peter Schubach - Chemetall GmbH
François De Prins - Akzo Nobel Decorative Coatings
Philippe Pigeolet - SIGMAKALON
Lieve De Doncker - IWT
Jean Scoyer - UMICORE
Functional properties by mixed nano organic/metal oxide systems (FOMOS) : final report
Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2230)
[Om te downloaden]
[Om te bestellen]
