Max-Planck-Institut für Polymerforschung Reversible Kunststoffverarbeitung per UV-Licht

Das Forscher-Team um Dr. Si Wu, Projektleiter am Max-Plack-Institut für Polymerforschung, präsentierte eine lösungsmittelfreie Alternativer, um Kunststoffe zu verflüssigen. Azobenzol-Polymere, prädestiniert für Beschichtungen, bilden die Basis der Untersuchungen.

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Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Azobenzol-Polymere, aktuell in der Forschung als potenzielles Material für Beschichtungen und Druckfarben der Zukunft verwendet, lassen sich mit Licht bereits bei Raumtemperatur in die Schmelze überführen und somit umweltschonend und reversibel weiterverarbeiten. Da diese Kunststoffe in der trans- und in der cis-Konfiguration über unterschiedliche thermische Eigenschaften verfügen, sind Polymere mit der letzteren räumlichen Anordnung schon bei Zimmertemperatur flüssig und formbar. Deshalb müssen diese Kunststoffe in Zukunft weder erhitzt noch mit Lösungsmitteln versetzt werden, um in der industriellen Produktion Verwendung zu finden.

Applizierbar ohne Lösungsmittel

Robuste Kunststoffoberflächen, bei Möbelstücken oder Produktionsmaschinen, sind heute nicht mehr wegzudenken. Die aus langen Molekülketten bestehenden Polymere sind als Feststoff allerdings schwer zu verarbeiten. Nur im zähflüssigen Aggregatszustand oder als Lösung lassen sie sich beispielsweise als Beschichtungsmaterial gut auftragen. Dafür werden bislang noch umständliche und vor allem umweltschädliche Verfahren eingesetzt, die Gewässer verunreinigen oder giftige Dämpfe als Nebenprodukt hervorrufen.

Glasübergang mit Licht erreichen

Das Team von Dr. Si Wu, Projektleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P), hat einen schonenderen und reversiblen Weg am Beispiel von Azobenzol-Polymeren entdeckt. Die Ergebnisse sind nun im Wissenschaftsmagazin Nature Chemistry erschienen: In der stabilen trans-Isomerie – gekennzeichnet durch eine planare, also ebene und parallel geordnete Struktur mit einer maximalen Überlappung der Moleküle – liegt die Glasübergangstemperatur (TG) von Azobenzol-Polymeren bei ungefähr 50 °C. Die instabilere, räumlich gewinkelte cis-Konfiguration besitzt dagegen eine Erweichungstemperatur von circa -10 °C. Dank dieser niedrigen TG ist das letztere Isomer bei Raumtemperatur beweglich beziehungsweise zähflüssig genug, um sich verarbeiten zu lassen.

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