Nanokomposite

Die Einarbeitung von nanoskaligen Füllstoffen in Polymeren ist gegenwärtig weltweit Gegenstand intensiver Untersuchungen. Generelle Zielstellung ist dabei die Verbesserung oder Optimierung der Materialeigenschaften bei Massen- und High-Tech-Kunststoffen. Ein kommerzialisiertes Beispiel für das vorhandene Potential liefert die Firma Bayer mit einer Durethan?- Folie aus PA und Schichtsilikaten, die eine verbesserte Sperrwirkung gegenüber Wasserdampf und Gasen bietet.
Als Füllstoffe können neben Schichtsilikaten auch Doppelschichthydroxide und sphärische Partikel (Aerosile) verwendet werden. Eine nanoskalige Dispergierung setzt eine optimale Kompatibilität der Füllstoffpartikel mit der Polymermatrix voraus, die gegebenfalls durch eine spezifische organische Modifizierung oder durch Haftvermittler erreicht werden kann. Durch die Verwendung von Partikeln, die eine nanoskalige Ausdehnung in allen 3 Dimensionen aufweisen, ist auch eine Herstellung von hochtransparenten Nanokompositen möglich.

Deutliche Fortschritte auf dem Gebiet der Nanocompounds auf Basis von Schichtsilikaten sind in den letzten Jahren bei den Polyamiden erreicht worden. Probleme bereiten solche Materialien jedoch noch bei der Einarbeitung in Polyester, da unter anderem durch eingeschlepptes Wasser ein Kettenabbau erfolgt.

In-Situ Polymerisation/Polykondensation in Gegenwart von Nanofüllstoffen

Wir arbeiten an Lösungen zur effizienten Einarbeitung von Nanopartikeln in Polyesterwerkstoffen, um wichtige Kenngrößen wie die Gasbarriere und UV-Absorbierung von Folien- und Flaschen-Materialen zu verbessern, was besonders im Bereich des Verpackungssektors von hohem Interesse ist. Ein Lösungsansatz bietet die in-situ Polymerisation/Polykondensation an. Hierbei werden die für den Anwendungszweck adäquaten Füllstoffpartikel im Monomer nanoskalig dispergiert (exfoliert) und bei einem geeigneten Umsatz in die Synthese eingebracht. Die stöchiometrischen Verhältnisse können durch ein in-situ Verfahren besser eingestellt werden, so dass beim Kettenaufbau hohe Molmassen erreichbar sind. Die Suche nach geeigneten nanoskaligen Materialien auch unter Einbeziehung reaktiv modifizierter Nanoteilchen und die Entwicklung effektiver Syntheseverfahren stehen deshalb im Mittelpunkt unserer Untersuchungen.
Neben dem In-situ Verfahren können wir nanoverstärkte Werkstoffe auch über Schmelzekompoundierung im Doppelschneckenextruder herstellen.

Erfahrungen besitzen wir bei der Darstellung von nanoskaligen ausgehärteten Melaminharzpartikel in der Suspension. Aufgrund des Tyndalleffektes sind es bläulich schimmernde Suspensionen.
Eine weitere Auswahl erreichbarer Effekte:

• Erhöhung der mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, E-Modul und Schlagzähigkeit
• Steigerung der thermischen Stabilität
• Verbesserung der Barrierewirkung gegenüber Gasen und Wasserdampf
• Beschleunigte Nukleierung
• Verbesserter Brandschutz

Unser Angebot:

• Chemische Oberflächenmodifizierung von Nanopartikeln
• Entwicklung von Nanokompositen im in-situ Verfahren durch:
  
  Batchverfahren für:
  • Polyester
  • Polyamid 6,6
  
  Reaktive Extrusion für:
  • Polyamid 6
  • Polylactid
  
  
• Entwicklung von Nanokompositen durch Compoundierung im Zweischneckenextruder
• Charakterisierung der Produkte durch:
  
  
  • REM /TEM
  • Viskosimetrie
  • GPC
  • DSC/TGA
  • Farbmessung nach CIE-LAB-System
  • Rheometrische Messungen
  • Zeta-Potential