Schutzschicht aus der Tiefe

Stets konstant und extrem dauerhaft: Neuartige Beschichtungen mit in Mizellen eingebetteten Fluorpolymerketten (c) Wiley-VCH

An schmutzabweisende Beschichtungen werden hohe Anforderungen gestellt: Unsichtbar sollen sie sein, dünn, alle erdenklichen Substanzen abstoßen und dabei die gewünschten Substrateigenschaften nicht verändern. Vor allem aber sollen sie dauerhaft schützen.

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen nun kanadische Wissenschaftler ein neuartiges Konzept auf Basis von kommerziellen Pfropf-Copolymeren vor, die dank eingebetteter kugelförmiger Strukturen (Mizellen) für stets konstante Beschichtungseigenschaften sorgen.

Fett- und wasserabweisende Beschichtungen bestehen häufig aus einer Polyurethan(PU)-Phase, der fluorierte Polymerketten hinzugefügt sind. Allerdings entmischen sich die Fluor- und PU-Phasen mit der Zeit. Dadurch verliert die Beschichtung nicht nur an Transparenz, es verschwinden vor allem mit Abtragung der fluorreichen Oberfläche wertvolle Schutzeigenschaften.

Die Block-Copolymer-Spezialisten Guojun Liu und Muhammad Rabnawaz von der Queens-Universität in Kingston (Kanada) haben deshalb ein System aus selbstorganisierenden Pfropf-Copolymeren aus einem Polyol und einem fluorierten Polymeröl entwickelt, die in einer PU-Beschichtungsmatrix stabile kompakte Strukturen bilden.

„Unsere Vorstellung war, dass diese Polyole sich in bestimmten Lösungsmitteln selbständig in Mizellen zusammenlagern, mit den fluorreichen Seitenketten im Kern und dem Polyol-Rückgrat als Außenschicht“, erläutern die Autoren. Für die Herstellung der PU-Beschichtungsmatrix fügten die Wissenschaftler dann zur dieser Lösung das Stamm-Polyol und ein reaktives Diisocyanat als Vernetzungsmittel hinzu.

Die ausgereifte Beschichtung sollte eine gleichmäßige Verteilung der Mizellen haben, so die Annahme. Wenn die Oberfläche durch Beanspruchung abgenutzt wird, sollen diese Mizellen immer wieder neue Fluordomänen freisetzen.

Wie Liu und Rabnawaz berichten, erweist sich ihre Designer-Beschichtung tatsächlich als transparent, nicht benetzbar, schmutzabweisend, farbresistent und abnutzungsstabil. Durchsichtig ist sie, weil sich die fluorreiche Polymerphase nicht abtrennt, ihre Schmutz- und Tintenresistenz bezieht sie aus dem eingebauten fluorierten Polymeröl, und ihre Wasserfestigkeit resultiert aus dem hohen Vernetzungsgrad im Polymer. Am wichtigsten ist aber die Langlebigkeit der Beschichtung. Durch die eingebauten stabilen Mizellen bleibt die Oberfläche auch bei Abtragung mit immer neuen Fluorkomponenten gut versorgt.

Anwendungsgebiete sehen die Wissenschaftler bei den berührungsempfindlichen Bildschirmen (Touchscreens) und beim Schutz gegen Grafiti. „Unsere fluorierten PU-Formulierungen lassen sich auf die unterschiedlichsten Substrate aufbringen“, erklären sie.

Eine Anwendung präsentieren sie auch gleich in ihrer Veröffentlichung in der Angewandten Chemie: Die Hälfte einer Smartphone-Oberfläche beschichteten sie mit ihrer neuen Designer-Beschichtung und beobachteten keine Veränderung in der Optik oder beim Gebrauch des Touchscreens. Und nicht nur Fingerabdrücke auf elektronischen Kleingeräten lassen sich vermeiden. Auch Wandanstriche sollen vor Klecksereien sicherer werden.

Angewandte Chemie: Presseinfo 14/2015

Autor: Guojun Liu, Queen's University, Kingston (Canada), http://faculty.chem.queensu.ca/people/faculty/Liu/index.html

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201501360

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

http://presse.angewandte.de

Media Contact

Dr. Renate Hoer GDCh

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Wie schnell erholt sich das Klima?

Untersuchungen der JGU zeigen: Nach einer Klimaerwärmung von fünf bis acht Grad Celsius vor 56 Millionen Jahren brauchte das Klima 20.000 bis 50.000 Jahre, um sich zu stabilisieren. Der Klimawandel…

Neuer Sensor detektiert geringe Luftfeuchtigkeit

Genauer geht‘s nicht! Die Luftfeuchtigkeit zu messen ist in vielen Bereichen wichtig. Herkömmliche Sensoren in Hygrometern schaffen es bislang jedoch nicht, einen sehr niedrigen Wasserdampfgehalt zu bestimmen. Physiker:innen der Universität…

Neuer Rollstuhlantrieb, neue Lebensqualität

Der von TU Wien und Schüler_innenteams entwickelte Rollstuhl „K.U.R.T.“ zeichnet sich durch seinen innovativen Handkurbelantrieb aus. So ist K.U.R.T. ergonomisch, gelenkschonend und alltagstauglich. K.U.R.T. ist hilfsbereit. Er unterstützt seine Benützer_innen…

Partner & Förderer