Fakulteta za podiplomski študij

Materiali za prevleke

Predmet se izvaja v programu:
Podiplomski študijski program Materiali (tretja stopnja)

Cilji in kompetence

Osnovni cilj predmeta je podati študentom teoretična in praktična znanja (know-how) s področja premazov od samosetavljivih monoplasti, preko sol-gel premazov, do debelejših antikorozijskih premazov za morsko okolje. Študentje podrobno spoznajo osnovne sestavine premazov kot so veziva, pigmenti, polnila, topila in interakcije med njimi, ki se zaključijo po utrjevanju. Podrobneje se spoznajo s terminom, prosta površinska energija, vodo- in olje-odbojnost, samočistilnost. Veliko pozornosti posvetijo premazom za rabo sončne energije.

Študentje pridobijo potrebne kompetence za pripravo konkurenčnega projekta za pripravo premazov za objekte oddaljene od obale, pripravo in izvedbe eksperimenta korozijske stabilnosti v elektrokemijskih laboratorijih ter za kvantitativne analize meritev in interpretacije rezultatov.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

/

Vsebina

  • moderne tehnike modifikacije površin
  • površinska obdelava (kemijska modifikacija, obdelava s plamenom, corona discharge ali plazemska oksidacija).
  • Modifikacija površin
  • Prosta površinska energija
  • Samosestavljive monoplasti
  • Sol-gel prevleke
  • Polimeri za prevleke
  • Utrjevanje prevlek
  • Pigmenti
  • Polnila
  • Reološki dodatki
  • Topila
  • Grafen kot dodatek
  • Adhezija
  • Napake na površini
  • Zaviranje korozije
  • Premazi za avtomobile
  • Prevleke za rabo sončne energije
  • Samočistilni premazi
  • Analitika premazov
  • Elektrokemijske meritve
  • Ocena življenjske dobe
  • Vpliv prevlek na okolje

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Slušatelji spoznajo principe različnih modernih tehnik modifikacije površin. Spoznajo tudi metode priprave površin za povečanje omakanja in adhezije. Spoznajo osnovne komponente premazov, njihove interakcije in njihov namen v premazih. Naučijo se uporabljati različna veziva za različna okolja ter naučijo se razlikovati med premazi na osnovi topil in premazi na vodni osnovi. Seznanijo se s sol-gel premazi ki omogočajo pripravo anorganskih prevlek. Naučijo se osnovnih načel za pripravo samosestavljivih monoprevlek in njihove uporabe. Spoznajo bistvene analitske metode za karakterizacijo prevlek od samosestavljvih monoplasti do debelih antikorozijskih prevlek za zaščito objektov oddaljenih od obale. Naučijo se izbrati, katera kombinacija elektrokemijskih metod je optimalna pri analizi učinkovitosti proti korozijske zaščite premazov in lastnosti materialov povezanih z njimi. Pridobijo znanja, potrebna za samostojno izvedbo meritev na merilnih postajah v različnih elektrokemijskih laboratorijih in veščine pri pisanju predlogov za zasnovo formuliranja in testiranja premazov.

Temeljna literatura in viri

  • A., K. (2008). High-Performance Organic Coatings, Elsevier. Paint coatings remain the most widely used way of protecting steel structures from corrosion. This important book reviews the range of organic paint coatings and how their performance can be enhanced to provide effective and lasting protection.
  • Wilke, G. and S. Jacob (2008). Automotive Paints and Coatings, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  • Gutowski, W., et al. (2014). “Recent advances in adhesion science and technology
  • Brinker, C. J. and G. W. Scherer (1990). Sol-Gel Science. San Diego, Academic Press
  • Jerman, I., et al. (2012). Paint Coatings for Polymeric Solar Absorbers and Their Applications. Polymeric Materials for Solar Thermal Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co
  • Jerman, I., et al. (2012). Application of POSS Compounds for Modification of the Wetting Properties of TISS Paint Coatings. Polymeric Materials for Solar Thermal Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
  • Orel, B., et al. (2013). Advances in the Development of Cool Materials for the Built Environment. Advances in the development of cool materials for the built environment. M. S. a. H. A. Dionysia-Denia Kolokotsa. [S. l.], Bentham Science Publishers: 120-173 (154).
  • Simončič, B., et al. (2010). BIODEGRADATION OF CELLULOSE FIBERS AND ITS INHIBITION BY CHEMICAL MODIFICATION. Handbook of carbohydrate polymers : development, properties and applications. R. Ito and Y. Matsuo. New York, Nova Science Publishers: 237-277.

Načini ocenjevanja

Preverjanje znaja poteka v obliki individualnih projektnih nalog iz premazov ter kvantitativnih numeričnih analiz elektrokemijskih meritev na realnih primerih iz raziskovalne prakse, in zaključnega projekta, pri katerem študentje pripravijo predlog eksperimenta na izbrano temo. Projektne naloge in zaključni projekt oddajo v pisni obliki in jih zagovarjajo v ustni obliki, v diskusiji z nosilcem predmeta in ostalimi študenti.

Reference nosilca

Doc. dr. Ivan Jerman (h index = 18). Doktoriral je na Univerzi v Ljubljani na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo v letu 2009. Trenutno je vodja Razvojnega laboratorija za premaze, ki je del Odseka za kemijo materialov, na Kemijskem inštitutu. Sodeloval je pri več projektih EU: APOLON B, INNOSHADE, MULTIFUNCOAT, BONACO, NECSO, NANORESTART, Wabaselcoat, nacionalni projekt in projekti z industrijo. Njegova glavna raziskovalna dejavnost je povezana s premazi za rabo obnovljivih virov energije, predvsem sončne. Pri svojem delu uporablja različne molekule za modifikacijo pigmentov, površin kovin, ter tekstila kot orodje za pripravo površin z visoko absorpcijo sončnega sevanja, nizko termično emisivnostjo, električno prevodnostjo, vodo in olje odbojnostjo in samočistilnimi lastnostmi, ter sintezo ognjevarnih dodatkov za polimerne materiale.

Objavil je več kot 100 publikacij, vključno z več kot 45 referenčnimi znanstvenimi prispevki v mednarodnih revijah s faktorjem vpliva. Je soavtor 7 patentov (dva prodana v industriji).

Za izume, razvojne dosežke in uporabo znanstvenih izsledkov pri uvajanju novosti v gospodarsko prakso je v letu 2010 prejel prestižno Puhovo priznanje.

Od leta 2011 predava na Fakulteti za tehnologije in sisteme Novo mesto (Kemijska tehnologija) v Sloveniji, leta 2017 pa je bil drugič promoviran kot docent.

Izbrane objave:

  • NOČ, Luka, ŠEST, Ervin, KAPUN, Gregor, RUIZ-ZEPEDA, Francisco, BINYAMIN, Yaniv, MERZEL, Franci, JERMAN, Ivan. High-solar-absorptance CSP coating characterization and reliability testing with isothermal and cyclic loads for service-life prediction. Energy & environmental science, ISSN 1754-5706, 1 May 2019, vol. 12, iss. 5, str. 1679-1694, [COBISS.SI-ID 6620186].

IF = 33,25

  • VILČNIK, Aljaž, JERMAN, Ivan, SURCA, Angelja Kjara, KOŽELJ, Matjaž, OREL, Boris, TOMŠIČ, Brigita, SIMONČIČ, Barbara, KOVAČ, Janez. Structural properties and antibacterial effects of hydrophobic and oleophobic sol?gel coatings for cotton fabrics. Langmuir, ISSN 0743-7463, 2009, vol. 25, issue 10, str. 5869-80. [COBISS.SI-ID 4133146]

IF= 3.89

  • JERMAN, Ivan, KOŽELJ, Matjaž, OREL, Boris. The effect of polyhedral oligomeric silsesquioxane dispersant and low surface energy additives on spectrally selective paint coatings with self-cleaning properties. Solar energy materials and solar cells, ISSN 0927-0248. [Print ed.], 2010, vol. 94, no. 2, str. 232-245. [COBISS.SI-ID 4304154]

IF= 4.59

  • JERMAN, Ivan, MIHELČIČ, Mohor, VERHOVŠEK, Dejan, KOVAČ, Janez, OREL, Boris. Polyhedral oligomeric silsesquioxane trisilanols as pigment surface modifiers for fluoropolymer based Thickness Sensitive Spectrally Selective (TSSS) paint coatings. Solar energy materials and solar cells, ISSN 0927-0248. [Print ed.], 2011, vol. 95, iss. 2, str. 423-431, [COBISS.SI-ID 4603162]

IF= 4.54

  • ŠTULAR, Danaja, JERMAN, Ivan, NAGLIČ, Iztok, SIMONČIČ, Barbara, TOMŠIČ, Brigita. Embedment of silver into temperature- and pH-responsive microgel for the development of smart textiles with simultaneous moisture management and controlled antimicrobial activities. Carbohydrate polymers, ISSN 0144-8617. [Print ed.], Mar. 2017, vol. 159, str. 161-170. [COBISS.SI-ID 3350384]

IF= 4.81

  • ŠEST, Ervin, DRAŽIĆ, Goran, GENORIO, Boštjan, JERMAN, Ivan. Graphene nanoplatelets as an anticorrosion additive for solar absorber coatings. Solar energy materials and solar cells, ISSN 0927-0248. [Print ed.], Mar. 2018, vol. 176, str. 19-29. doi: 10.1016/j.solmat.2017.11.016. [COBISS.SI-ID 6294810]

IF= 4.78

Univerzitetna koda predmeta: 3MAi09

Letnik: 1

Predavatelj:

ECTS: 9

Obseg:

  • Predavanja: 30 ur
  • Vaje: 30 ur
  • Samostojno delo: 210 ur

Vrsta predmeta: izbirni

Jeziki: angleški, slovenski

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja • vaje na programski opremi za študije korozije z elektrokemijske meritvami na primerih iz raziskovalne prakse, pod vodstvom nosilca predmeta. • individualno delo na projektih pod vodstvom nosilca predmeta. • predstavitve in interpretacija rezultatov projektov ostalim študentom v skupni v seminarski obliki. • diskusija o objavljenih člankih iz izbranih tem elektrokemijskih korozijskih raziskav.