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Investigations on the effect of reactive surfactants on latex film microstructure and properties via tracer diffusion

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Verfahrens- und Leistungssteigerung für Polymerbeschichtungen

Polymerfolien kommen in vielen Beschichtungen, Farben und Klebstoffen zum Einsatz. EU-geförderte Forscher entwickeln neuartige Verbindungen, um die Filmbildung und Leistung bei gleichzeitiger Minimierung gefährlicher Inhaltsstoffe zu verbessern.

Industrielle Technologien

Um die Emission flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) zu minimieren, die durch den Einsatz organischer Lösungsmittel entstehen, ist die Filmbildung aus wasserbasierten Polymerdispersionen zum beliebtesten Verarbeitungsverfahren geworden. Um die Oberflächenspannung des Wassers (Tenside) zu reduzieren und die Stabilität zu erhöhen, werden spezielle Verbindungen verwendet. Aufgrund ihrer Tendenz zur Clusterbildung führen Tenside jedoch für die endgültige Beschichtung zu Leistungsproblemen. Neuerdings werden sogenannte reaktive Tenside (Surfmere) während der Synthese chemisch an die wasserbasierten, filmbildenden Polymerdispersionen (Latex) angelagert, um Aggregationen zu verhindern und Stabilität zu erhalten. Allerdings waren die meisten Studien mehr auf die makroskopische Leistungsfähigkeit der Surfmer-Beschichtungen fokussiert als auf die molekulare Mikrostruktur und das Trocknungsverhalten der Verbindung. Um diese Wissenslücke zu füllen und für Polymerfilmbeschichtungen weitere Funktionalitäten zu erschließen, gründeten europäische Forscher das Projekt "LATEX FILM Formation". Die Forscher synthetisierten zwei Surfmere, strukturell ähnlich zum Industriestandard Tensid. Für diesen Berichtszeitraum wurde das Sulfonat Surfmer untersucht, dessen Vorläufer eine erneuerbare Ressource war (ein Bestandteil der Schalenflüssigkeit der Cashewnuss). Versuche mit dem Sulfonat Surfmer zeigten gegenüber dem Industriestandard verbesserte Eigenschaften (insbesondere weniger kritische Mizellenkonzentration) und stabile Latexdispersionen, die es als echte Tensid-Alternative qualifizieren. Darüber hinaus zeigte die mit dem Sulfonat Surfmer hergestellte Beschichtung neue und attraktive Funktionalitäten. Die Forscher entwickelten für das Co-Polymer ein detailliertes molekulares Strukturmodell, um Einblicke in die Struktur-Funktions-Beziehungen zu erhalten, die bei der Entwicklung neuer Surfmere helfen. Weiterführende Forschungen sollten verbesserte Surfmere auf Basis nachwachsender Rohstoffe liefern. Außerdem können anhand der Ergebnisse VOC-Emissionen weiter gesenkt und die Funktionalität und Leistung von Polymerfilm-Beschichtungen verbessert werden.

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