Open this publication in new window or tab >>2024 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]
Coil coating is a process where durable organic coatings are applied onto metalsubstrates to prevent corrosion and to add texture or color. Recent rapiddevelopments in coating formulations, often motivated by improvedsustainability, have led to changes in established formulations. A less exploredaspect of these developments is the importance of testing and evaluationmethods. Especially methods to assess and predict long term stability. Thisthesis presents how well established and newly developed techniques can beused together to better understand and quantify degradation processes inorganic coatings. In addition, test results are also used to understand differencesbetween natural and artificial weathering methods. The focus lies on chemicalanalysis methods with spatial resolution on the micro-, and nanoscale.
Spatially resolved infrared spectroscopy shows that additions of renewablediluents or pigments significantly impact degradation, both at the surface andwithin the depth profile. The pigmentation type greatly affects the chemicaldegradation and how deep into the coating the degradation reaches. In addition,the kinetics of water transport are correlated with degradation in the coatingcross-section. Local assessments on the nanoscale using SEM- and AFM-basedtechniques reveal that TiO2 pigments causes local erosion across the surface andvoids inside the coatings. Nanoscale mechanical testing show that weatheringcaused homogenization and an increase in stiffness on the sub-micron scale innon-pigmented coatings. However, no major variation in chemical degradationacross small surface areas is observed.
Abstract [sv]
Bandlackering är en process där stabila organiska beläggningar appliceras på metallsubstrat för att förhindra korrosion samt ge textur och färg åt ytan. Snabba framsteg inom beläggningsformuleringar, ofta drivna av förbättrad hållbarhet, har lett till förändringar i etablerade formuleringar. En mindre utforskad aspekt av dessa framsteg är vikten av test- och utvärderingsmetoder, särskilt metoder för att bedöma och förutsäga långsiktig stabilitet. Denna avhandling visar hur väletablerade och nyutvecklade tekniker används tillsammans för att bättre förstå och kvantifiera nedbrytningsprocesser i organiska beläggningar. Dessutom används testresultat för att förstå skillnader mellan naturlig och artificiell väderpåverkan. Fokus ligger på kemiska analysmetoder med spatial upplösning på mikro- och nanonivå.Spatialt upplöst infraröd spektroskopi visar att tillsatser av förnybara additiv eller pigment visats ha en betydande inverkan på nedbrytning både i ytan och djupt inne i systemen. Vilken typ av pigment som finns i en beläggning kan avsevärt förändra hur mycket kemisk nedbrytning som uppstår, samt hur djupt in i beläggningen nedbrytningen når. Dessutom har en korrelation mellan vattentransport och djupgående nedbrytning observerats. Lokala mätningar med upplösning på nanonivå med SEM- och AFM-baserade tekniker visade att TiO2 orsakar lokal erosion över ytan och mikrometerstora håligheter inuti beläggningarna. Mekaniska tester på nanoskalan visade att även om exponering i natur-liknande förhållanden orsakade homogenisering och en ökning av styvheten hos beläggning över små områden. Trots detta förekom ingen större variation i kemisk nedbrytning på denna storleksskala.
Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2024. p. 72
Series
TRITA-CBH-FOU ; 2024:52
Keywords
Corrosion protection, coil coating, FTIR, AFM-IR, nano-FTIR, hyperspectral imaging, nanomechanical properties, Nyckelord: Korrosionsskydd, bandlackering, vittring, FTIR, AFM-IR, nano-FTIR, hyperspektral avbildning, AFM, nanomekaniska egenskaper
National Category
Chemical Sciences
Research subject
Chemistry
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-356718 (URN)978-91-8106-134-5 (ISBN)
Public defence
2024-12-18, F3, Lindstedtsvägen 26, https://kth-se.zoom.us/j/61979698033, Stockholm, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Funder
Swedish Foundation for Strategic Research, FID18-0034
Note
QC 20241126
Embargo t.o.m. 2025-12-18 godkänt av skolchef Amelie Eriksson Karlström via e-post 2024-11-25
2024-11-262024-11-242024-12-12Bibliographically approved