Synthese- und Polymertechnik

Mikrokapseln bestehen aus einem festen, flüssigen oder gasförmigen Wirkstoffkern und einer differenziert permeablen oder dichten Hülle aus einem Polymer. Matrixpartikel sind als Vollkugeln aus einem oder mehreren Polymeren aufgebaut. Die physikalische Struktur von Matrixpartikeln kann von kompakt bis hochporös variieren. Partikelspezifisches Tailoring der molekularen und makroskopischen Eigenschaften nutzen wir für die gezielte Variation der geometrischen und morphologischen Struktur sowie der Funktionalität. Mikrokapseln und Matrixpartikel können sowohl durch nichtreaktive Vertropfungsprozesse von Polymeren als auch über reaktive Verfahren aus geeigneten Monomeren oder niedermolekularen Prepolymeren hergestellt werden.

Erprobte Anwendungsfelder sind:

• Controlled Release Systeme für pharmazeutische, kosmetische oder agrarchemische Wirkstoffe
• Kompatibilisierung von Kunststoffadditiven
• Mikropartikel mit sensorischen Funktionalitäten
• Mikropartikel für Anwendungen in der Galvanotechnik

Maßgeschneiderte Werkstoffe mit definierten Anforderungsprofilen sind häufig Verbundwerkstoffe aus unterschiedlichen Materialklassen. Um metallische Werkstoffe durch leichte, beständige und leicht verformbare Polymermaterialien zu ersetzen, muss die Matrixverstärkung von Kunststoffen weiter entwickelt werden. Weltweit wird intensiv daran geforscht, Glasfasern durch organische Polymerfasern zu ersetzen. Die bei uns optimierten Polymerfaserverstärkungen erreichen die Festigkeit von glasfaserverstärkten Materialien. Dadurch mindert man das Bauteilgewicht und den Verschleiß an den Compoundier- und Verformungsmaschinen. Darüber hinaus erleichtert man die Entsorgung.

Compoundierverfahren gestatten es, chemische Modifizierungen in das Formgebungsverfahren zu integrieren. In Apparaten hoher Durchmischungseffektivität können Wärmeformbeständigkeit und E-Modul von Thermoplasten durch reaktive Compoundierung mit netzwerkbildenden Polymeren, wie Amino- oder Phenolharzen, erhöht werden. Bei Heterokettenpolymeren, wie Polyestern, Polyamiden oder Polycarbonaten verwenden wir darüber hinaus reaktive Compoundierverfahren um nichtstatistische Copolymere herzustellen.

Eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts ist die Nanotechnologie. Neue Werkstoffe werden durch die Einarbeitung sehr kleiner aktiver Partikel - ein Nanometer ist der milliardste Teil eines Meters - in klassische Materialien erzeugt. Vor allem auch auf dem Gebiet der Kunststoffe lassen sich diese Technologien nutzen. Bei uns werden dazu neben der Herstellung von Nano-Compositen auf mechanischem Weg neue Arten der chemischen Erzeugung solcher Materialien erforscht, wie die Herstellung solcher Composite durch Reaktiv-Prozesse, die direkt die Synthese und die Verarbeitung der Materialien kombinieren.

Zur Prozessoptimierung werden technische Polymerbildungs- und -modifizierungsprozesse unter Einsatz von reaktions- und prozessanalytischen, modelltheoretischen und simulationstechnischen Methoden angewandt. Besonderes Know-how erarbeiteten wir für Polykondensationsprozesse und Polysaccharidderivatisierungen. Beispiele dafür sind:

• Herstellung von Polyestern und Polyamiden
• Polymilchsäure
• Neue Aminoharzprodukte
• Hydrophob modifizierte Stärken
• Polymerfaserverstärkte Kompositwerkstoffe