Filmbildung und Stabilität von Polymerdispersionen (DisCoPol)

Wässrige Polymerdispersionen sind Kunststoffe, die dem natürlichen Latex, also dem Milchsaft des Kautschukbaums nachempfunden sind. Sie bestehen aus winzigen Polymerteilchen, die in einem flüssigen Medium gleichmäßig fein verteilt (dispergiert) sind. Die Stabilität dieser sogenannten kolloidalen Dispersionen gegenüber Sedimentation und Gerinnung (Aggregation) ist eine technisch wichtige Eigenschaft, die für den Herstellungs- und Verarbeitungsprozess, aber auch für Transport und Lagerung der Kunststoffe von Bedeutung sind. In bestimmten Fällen, beispielsweise bei einem zu großen Elektrolytgehalt, zu hohen Temperaturen oder beim Rühren und Pumpen, können die zunächst flüssigen Polymerdispersionen anschaulich gesprochen verklumpen. Ihre chemische Struktur gibt vor, ob und wie gut die Stabilität der kolloidalen Dispersionen gegeben ist.

Eines der Ziele ist es, die Faktoren, die die Stabilität der Polymerdispersionen maßgeblich beeinflussen, detailliert zu ermitteln und zu charakterisieren, um die Produktionsverfahren ressourcenschonend zu optimieren. Die Ergebnisse werden außerdem in der Entwicklung neuartiger Materialien für Oberflächenbeschichtungen Berücksichtigung finden. An Polyurethan-basierten Lacken, Beschichtungen und Klebstoffen werden deshalb die Faktoren untersucht, die für diese Kunststoffklasse bei der Filmbildung eine dominierende Rolle spielen. Ein weiterer Forschungskomplex beschäftigt sich mit Struktureigenschaftsmerkmalen von Polyurethan- und Polyvinylchlorid-Dispersionen, die dazu beitragen, eine Aggregation der feinverteilten Polymerpartikel effektiv zu verhindern.

Gefördert wird das Projekt im Rahmen der Förderlinie FHprofUnt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über einen Zeitraum von drei Jahren. Das gesamte Projektvolumen beträgt rund 600.000 Euro.

Das Forschungsprojekt soll die Expertise der TH Köln in der anwendungsnahen Polymerforschung weiter stärken und den Aufbau eines interdisziplinären Forschungsschwerpunkts unterstützen. Seit 2017 wird im Rahmen des Landesprogramms FH Struktur das ebenfalls in diesem Themenbereich angesiedelte Projekt FunktioPol gefördert, welches von drei Fakultäten der TH Köln getragen wird und sich mit der Entwicklung neuer funktioneller Polymere zur Verbesserung der funktionsmäßigen Verfügbarkeit, Wirksamkeit und Sicherheit von Wirkstoffen befasst.