Beschichtungen aus Spezialmolekülen sorgen für kratzfestere Kunststoffe
Obwohl Kunststoffe bei vielen Dingen als ganzheitliche Materialien zu betrachten sind, verhindert ihre begrenzte Kratzfestigkeit im Vergleich zu Metallen und Glas den Einsatz in etlichen vielversprechenden Anwendungen der Kraftfahrzeug-, Bau- und Möbelindustrie. Dieses Hindernis zu überwinden, könnte für ein breites Spektrum von Produkten einen signifikanten Unterschied im Gewicht und in den Kosten ausmachen. Man hat die verschiedensten Technologien entwickelt, um der Herausforderung zu begegnen, aber bislang stellte keine eine ausreichende Lösung für das Problem dar. Neuartige Beschichtungen auf Basis selbstorganisierender Moleküle (self-assembly molecules, SAM), die auch an nicht reaktiven Polymeren ohne Änderung ihres Aussehens haften, könnten diese Aufgabe schon bald lösen. An dem EU-finanzierten Projekt NANOSCRATCH(öffnet in neuem Fenster) arbeitende Wissenschaftler brachten einen Oxidationsschritt vor der Beschichtung zum Einsatz, um die Polymeroberfläche zu aktivieren. Die chemische Funktionalisierung mit selbstorganisierenden Molekülen erleichterte die chemische Bindung zwischen der Kunststoffoberfläche und den in Wasser dispergierten Nanopartikeln, die zusammen mit den selbstorganisierenden Molekülen aufgetragen wurden. Die Technologie wurde für eine Anzahl verschiedener häufig eingesetzter Polymere optimiert. Das Team untersuchte verschiedene Oxidationsprotokolle und -mittel sowie verschiedene selbstorganisierende Moleküle mit Kombinationen von Reagenzien und Lösungsmitteln und verschiedenen Anwendungs- und Trocknungsbedingungen. NANOSCRATCH konnte mit Erfolg eine signifikante Verbesserung der Kratzfestigkeit bei üblicherweise eingesetzten Polymeren und bedeutende Kosteneinsparungen im großtechnischen Maßstab demonstrieren. Mit Hilfe umweltfreundlicher Beschichtungsprozesse und eines Leitfadens für bestmögliche Verfahren haben die Wissenschaftler in einer Anzahl von Bereichen, zu denen unter anderen der Automobil- und Elektroniksektor zählen, für die gängigen Kunststoffe den Weg zu neuen Märkten geebnet.
