Elastomere mit spezifischen Oberflächeneigenschaften

Aufruf zu einem Gemeinschaftsprojekt

(PresseBox) ( Hannover, )
Einleitung, Problemstellung:Elastomere werden aufgrund ihrer dauerelastischen Eigenschaften eingesetzt.Einige, sich einstellende, elastomerspezifische Eigenschaften, wie z. B. eine erhöhte Haftreibung an verschiedenen Substraten, müssen dabei in Kauf genommen werden. Diese Eigenschaften sind der Gebrauchsfähigkeit der Produkte z. T. abträglich. Dementsprechend wäre die Möglichkeit zur "Abstellung" dieser ungewünschten Eigenschaften wünschenswert. Teilweise können durch Halogenierung (Cl, Br, F) die Haft- und Gleitreibungseigenschaften elastomerer Produkte auf ein der Anwendung angemessenes Niveau reduziert werden. Die heute üblichen Verfahren haben jedoch den Nachteil hinsichtlich der Investitions- und Verfahrenskosten recht aufwendig zu sein. Die Atmosphärendruckplasmatechnologie kann hierbei eine sinnvolle Alternative bilden. Durch die Möglichkeit zur Abscheidung nanoskaliger Schichten (50-200 nm) können Funktionsoberflächen generiert werden, die die Haft- und Gleitreibungseigenschaften, die Hydrophilie bzw. Hydrophobie sowie die Umweltbeständigkeit exponierter Oberflächen positiv beeinflussen.

Zielsetzung, Lösungsweg:
Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe der Atmosphärendruck-Plasmatechnik, eine Oberflächenmodifikation von Elastomeren vorzunehmen, die anwendungsorientiert die Haft- und Gleitreibungseigenschaften, die Hydrophilie oder Hydrophobie sowie die Umweltbeständigkeit der Produkte erhöhen, ohne die gewünschten elastischen Eigenschaften des Basiselastomeren zu beeinträchtigen.

Dabei sollen dünne, der elastischen Verformbarkeit der Elastomersubstrate Rechnung tragende, Schichten aus "Plasmapolymeren" aufgebracht werden. In dem vorgeschlagenen Projekt soll ein besonderer Fokus auf die Reduzierung der Oberflächenreibung sowie die Erhöhung der Umweltresistenz gelegt werden. Im Rahmen der Ausbildung reibungsreduzierter Schichten kann auch auf die Hydrophobierung der Oberflächen eingegangen werden. Durch die "Unverträglichmachung" der Oberflächen gegen Wasser kann der Hauptfaktor der die Verschmutzungsursache der Elastomeroberflächen ausmacht, nämlich die Benetzung durch verunreinig- tes Wasser, ausgeschaltet werden.Diese Hydrophobie- rung trägt außerdem zu einem verbesserten Reinigungs- verhalten bei, da die Anhaftung von Partikeln durch Wasser aufgehoben wird. Das Reinigungsmedium benetzt die Oberfläche nicht und perlt ab. Diese rein technische Äquivalenz zum Lotuseffekt (im Hinblick auf Wasser) ermöglicht eine reinigungsfreundlichere Ausrüstung der Elastomeroberflächen.

Vorgehensweise:

- Auswahl der Stoff-Systeme (Elastomere, Precursoren)
- Versuche zur Reibungsverminderung durch Aufbringung von Plasmapolymerschichten
- Versuche zur Hydrophobierung durch Funktionalisierung von Elastomeroberflächen mittels Plasmapolymerisation
- Überprüfung der Beständigkeit der Beschichtungen im Hinblick auf: Mechanische Belastung, Medienbeständigkeit, Substrathaftung
- Analytik von: Schichtdicken, Funktionalitäten, Polarität, Haft- und Gleitreibung, Reinigungsverhalten

Wirtschaftlicher Nutzen:
Eine Reduzierung der Reibung von Elastomeren führt zur verbesserten Anwendbarkeit im Hinblick auf unerwünschte Haftung an den verschiedensten Substraten und damit zu neuen und/oder erweiterten Anwendungsmöglichkeiten. Bei einem möglichen Ersatz (z. B. Gleitlackersatz)kann die Umweltverträglichkeit der Fertigungsprozesse durch die Einsparung von Lösungsmitteln erhöht werden. Eine deutliche Verringerung der Verschmutzungsanfälligkeit bzw. die Verbesserung der Reinigungsmöglichkeiten kann bei vielen Artikeln die Anwendungsmöglichkeiten sowie die Kundenakzeptanz(besonders im life-science Sektor) erhöhen.

Kosten: 100.000 Euro pro Jahr
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