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Zusammenfassung

Die vorliegende Dissertation zeigt einen umfassenden experimentellen Ansatz zur Herstellung einer umweltfreundlichen Antifouling-Beschichtung. Definierte quasi-flüssige Oberflächenstrukturen führen zu einem bewuchsmindernden Effekt. Die Kombination von diesen kovalent angebunden Polydimethylsiloxan-Mikrodomänen mit einer harten Grundmatrix ermöglicht die Formulierung einer reinigungsfähigen Beschichtung. Die charakteristischen Kenngrößen der Oberflächenmorphologie (Belegungsgrad, Abstand und Größe) lassen sich durch den Gesamtsilikongehalt und lacktechnische Parameter steuern. Der Einsatz des PDMS-basierten Phasenvermittlers ermöglicht die homogene Morphologie. Diese ist ausschließlich von der Konzentration des Phasenvermittlers abhängig. Zu den wichtigsten lacktechnischen Parametern gehören die Schichtdicke und die Dissolvergeschwindigkeit vor der Applikation. Die Einstellungen der Sprühparameter (Düsendurchmesser, Spritzabstand etc.) haben hingegen einen deutlich geringeren Einfluss auf die Strukturausbildungen. Die Erzeugung von homogenen Morphologien ermöglicht die Evaluation der Antifouling-Wirksamkeit in biologischen Feldtestversuchen. Oberflächenstrukturen mit einem mittleren Domänenabstand von 0,86 m und einer bimodalen Größenverteilung (Ø_Größe = 7,84 m; Ø_Größe = 1,47 m) zeigen außergewöhnlich gute biorepulsive Eigenschaften. Die konvexe Domänenformen auf der Oberfläche dieser Proben verbessert grundsätzlich die Langzeitwirkung der Beschichtungen. Der zeitaufgelöste Bildungsmechanismus der mikrophasenseparierenden PDMS-basierten Beschichtung konnte formuliert werden.

Abstract

This thesis presents a comprehensive experimental approach for the production of an environmentally friendly antifouling coating. Defined quasi-fluid surface structures lead to a fouling-reducing effect. The combination of these covalently bounded polydimethylsiloxane microdomains with a hard-base matrix enables the formulation of a cleanable coating. The surface morphology (occupancy rate, distance and size of domains) can be controlled by total silicone content and procedural parameters. A homogenous surface structure is created by the use of compatibilizer and its total content. The most important process parameters include the film thickness and the stirring speed (Dissolver) before application. The settings of the spray parameters (nozzle diameter, spray distance, etc.), on the other hand, have a much smaller influence on the surface morphology. A homogeneous structure formation enables the evaluation of antifouling efficacy in biological field test. Surface structures with an average domain distance of 0.86 m and a bimodal size distribution (Ø_size = 7,84 m; Ø_size = 1,47 m) show extraordinarily good bio repulsive properties. The convex domain shapes fundamentally improve the long-term effectiveness of these coating systems. Time-resolved formation mechanism of the microphase-separating PDMS-based coating was formulated.